Магнитная антенна

Рамка магнитной антенны формируется из одного (чаще множества) витков проволоки, сердечником которой служит феррит в форме прутка или параллелепипеда. Характеристики магнитной антенны определяются материалом сердечника (его магнитной проницаемостью), геометрическими размерами, формой, а также числом витков проводника вокруг сердечника и их расположением на нём. Для подстройки магнитной антенны к определённому диапазону длин волн необходимо знать периметр петли, диаметр провода, ёмкость электрического конденсатора и схему подключения фидера к рамке. Магнитные антенны малочувствительны к электрическим помехам^[1].

Эквивалентная схема магнитной антенны показана на рисунке 1. Здесь R_пот — сопротивление потерь в антенне, R_изл — сопротивление излучения, C — переменный конденсатор, G — генератор, L — катушка индуктивности.

Реальную магнитную антенну, изображённую на рисунке 1, настраивают в резонанс на рабочую частоту антенны. При резонансе реактивные сопротивления переменного конденсатора C и катушки индуктивности L равны, но противоположны по знаку, то есть сумма этих реактивных сопротивлений равна нулю. Таким образом, можно считать, что к генератору G подключены только сопротивление потерь R_пот и сопротивление излучения R_изл. Эти параметры можно рассчитать теоретически или измерить экспериментально. Тогда теряемая мощность, с учётом тепловых потерь, составит:

${\displaystyle R_{pot}={\frac {P_{pot}}{I^{2}}}}$,

где ${\displaystyle I}$ — действующее значение тока в антенне, а ${\displaystyle P_{pot}}$ — мощность, теряемая в результате тепловых потерь.

Излучаемая в эфир мощность составит:

${\displaystyle R_{izl}={\frac {P_{izl}}{I^{2}}}}$.

Коэффициент полезного действия рамочной магнитной антенны в этом случае равен:

КПД ${\displaystyle ={\frac {R_{izl}}{{\Biggl (}R_{izl}+R_{pot}{\Biggl )}}}100\%}$.

На рисунке 2 показана магнитная антенна с круглым ферритовым сердечником и схемой усилителя сигнала, получаемого от этой антенны.

При расчётах рабочих частот магнитной антенны такого типа следует учитывать, что с увеличением частоты или тока в катушке потери в ферритах разных марок неодинаковы. В феррите марки 2000НН потери увеличиваются уже на частотах 100… 150 кГц, а в феррите марки 1000НН — на частотах в несколько мегагерц. Практически считается, что для магнитных антенн диапазонов ДВ (длинные волны) и СВ (средние волны) наиболее целесообразно применять ферриты с магнитной проницаемостью в пределах 400… 1000, а для диапазона KB (короткие волны) — 50..150. Увеличение длины ферритового стержня увеличивает чувствительность магнитной антенны^[2].

Разновидностями магнитных антенн являются антенны с магнитом в основании, которые могут принимать сигнал с любого направления одинаково эффективно в диапазоне частот от 3 кГц до 1 ГГц.