Тільки самі прості аматорські приймачі прямого підсилення не мають магнітних антен. Сучасний портативний або стаціонарний транзисторний приймач може мати гніздо або затискач для підключення зовнішньої антени, яка збільшує його «далекобійність», проте основною все ж є вбудована в його корпус магнітна антена.

Магнітні антени невеликі за розмірами, у них добре виражені спрямовані властивості. Крім того, вони малочутливі до електричних перешкод, що відчутно для міст і районів з розвиненим промисловим виробництвом, де рівень таких перешкод особливо високий.


Рис. 66. Магнітна антена

Учнів знайомлять з пристроєм і умовним графічним позначенням магнітної антени на схемах. Основні елементи магнітної антени (рис. 66): котушка індуктивності 1 (L), намотана на каркасі 2, і сердечник 3 з високочастотного феромагнітного матеріалу, що володіє великою магнітною проникністю. Свою назву антена отримала тому, що реагує на магнітну складову радіохвиль.

Найпростішим магнітної антеною є так звана рамкова антена – котушка індуктивності, що складається з одного або декількох витків дроту і має форму рамки (рис. 67). Рамкові антени широко застосовують у приймальниках-пеленгатора, використовуваних в радіоспорту для «полювання на лиса». Магнітне поле радіохвилі пронизує площину такої антени і індукує в ній електричні коливання радіочастоти, які в приймачі можуть бути посилені, продетектированного, а потім перетворені в звук.

Величина ЕРС, наведеної в рамковій антени магнітним полем, залежить від її положення в просторі і максимальна, коли площина витків спрямована в бік радіостанції. Якщо рамку повертати навколо вертикальної осі, то за один повний оберт амплітуда наведеної в ній ЕРС двічі буде досягати найбільшого значення і двічі убувати майже до нуля. На рис. 67 це властивість магнітної антени зображено діаграмою спрямованості, що має форму
«Вісімки».



Рис. 67. Спрямовані властивості магнітної антени

При введенні всередину рамкової антени феромагнітного сердечника, наприклад феритового, ЕРС, що виникає в ній під дією магнітного поля, різко збільшується. Пояснюється це тим, що сердечник концентрує силові лінії поля, завдяки чому рамка пронизується магнітним потоком більшої щільності, ніж до введення в неї сердечника. Величину, яка показує, у скільки разів магнітне поле в сердечнику перевищує значення зовнішнього поля, називають магнітною проникністю сердечника. Чим вона більше, тим краще прийомні властивості магнітної антени. Чисельне значення цієї найважливішої характеристики феритів, використовуваних для магнітних антен, входить в умовні позначення їх марок, наприклад 600НН, 400НН.

Якість котушки індуктивності прийнято оцінювати її добротністю – числом, що показує, у скільки разів індуктивний опір котушки змінному струму більше опору її постійному струму. Опір ж котушки змінному струму залежить від її індуктивності та частоти протікає через неї струму: чим більше індуктивність котушки і робоча частота струму, тим більше її опір змінному току. Отже, якщо частота струму і індуктивність котушки відомі, то її добротність можна підвищувати шляхом зменшення її опору постійному струму, наприклад намотувати котушку так, щоб необхідна індуктивність була при меншій довжині дроту, збільшувати діаметр самої котушки і дроти. Проте найбільший ефект дає введення в котушку феромагнітного сердечника, так як він у декілька разів збільшує індуктивність діжечки, що дозволяє зменшувати число витків, а отже, і опір постійному струму.

Але на добротність котушки магнітної антени значно більший вплив надають втрати в сердечнику, ніж у її проведенні. Тому при виборі марки феритового стрижня для магнітної антени завжди враховують, що зі збільшенням частоти-струму в котушці втрати в ферритах різних марок неоднакові. Так, у фериті марки 2000НН втрати збільшуються вже на частотах 100 … 150 кГц, а в фериті марки 1000НН – на частотах в декілька мегагерц. Практично вважається, що для магнітних антен діапазонів ДВ і СВ найбільш доцільно застосовувати ферити з магнітною проникністю 400 … 1000, а для діапазону KB – 50..150.

Зі збільшенням довжини феритового стрижня ефективність магнітної антени підвищується. Практично ж вона зазвичай обмежується габаритами корпусу приймача. Що стосується форми поперечного перерізу стрижня, то вона значно менше впливає на приймальні властивості магнітної антени. Її зазвичай вибирають виходячи з чисто конструктивних міркувань. У малогабаритних приймачах, наприклад, з метою найбільш раціонального використання обсягу корпусів часто застосовують плоскі стрижні прямокутного перерізу, властивості яких рівнозначні властивостям круглих стрижнів з такою ж площею перерізу.

У транзисторних приймачах застосовують головним чином настроюються магнітні антени, тобто антени, котушки яких є складовими елементами вхідних коливальних контурів. Індуктивність котушки магнітної антени максимальна, коли вона знаходиться на середині феритового стрижня, та зменшується (приблизно на 20%) у міру переміщення до одного з кінців стрижня. Це властивість котушки використовують для підбору її індуктивності при налагодженні приймачів. Але встановлювати котушку ближче 10 мм до краю стержня не слід, інакше її добротність різко (до 30%) погіршується.

Намотувати котушку безпосередньо на феритовому стрижні не рекомендується, щоб не збільшувати її власну ємність з-за так званої діелектричної постійної феромагнітного сердечника. Спосіб намотування вибирають, виходячи з діапазону робочих частот, числа витків і діаметру використовуваного дроти, розмірів фер-товий стрижня. Найкращими прийомними властивостями магнітна антена володіє при одношарової намотуванні котушки з примусовим кроком. При кроці намотування 1,5 … 2 мм марка проведення практично не впливає на добротність котушки. Але такий спосіб намотування прийнятний тільки для котушки з невеликим числом витків, наприклад для котушок діапазону КВ. На практиці частіше застосовують суцільну рядову або багатошарову намотування, хоча в цьому випадку добротність котушки магнітної антени залежить від марки дроту. Для котушок діапазону СВ найкращим вважається багатожильний високочастотний провід марки ЛЕШО 7X0, 7 або ЛЕШО 10X0, 05, що збільшує добротність котушки в 1,5 … 2 рази в порівнянні з намотуванням її проводом марки ПЕВ-1 або ПЗВ-2.

Каркаси котушок діапазонів ДВ і СВ склеюють з прессшпан, кабельної або іншої щільної папери клеєм БФ-2. Товщина стінок – не більше 0,3 … 0,5 мм. Котушка магнітної антени може складатися з двох нерівних секцій: основний і подстроєчний, намотаних на окремих каркасах. Це дозволяє змінювати індуктивність котушки переміщенням по стрижні тільки подстроєчний секції, що має менше число витків, не чіпаючи основну, що знаходиться на середині стрижня магнітної антени.

Рис. 68. Магнітна антена с. котушкою зв'язку на вході підсилювача радіочастоти

Важливе питання, на якому слід акцентувати увагу гуртківців, – підключення магнітної антени до входу приймача. Настроюється коливальний контур, що складається з котушки магнітної антени і конденсатора настройки, може бути підключений повністю до входу приймача тільки в тому випадку, якщо в першому його каскаді працює польовий транзистор або електронна лампа. Це пояснюється тим, що вхідний опір каскаду на польовому транзисторі або електронній лампі становить мегаоми, а опір контуру на резонансній частоті – сотні килоом, тобто в кілька разів менше. У цьому випадку вхідний опір першого каскаду практично не шунтирует контур магнітної антени і його добротність залишається досить високою.

Інакше йде справа, коли в першому усилительном каскаді приймача використовується біполярний транзистор, включений за схемою ОЕ. Вхідний опір його не перевищує декількох сотень ом. Щоб запобігти погіршення параметрів контуру магнітної антени, вхід такого каскаду приймача підключають не до всього контуру, а до невеликої частини його, наприклад до відведення, зробленому від кількох витків контурної котушки. Частіше ж поруч з котушкою магнітної антени, на її феритовому стрижні, поміщають котушку зв'язку, намотану на самостійний каркас, яку і підключають до входу першого каскаду приймача (мал. 68). У цьому випадку контурна котушка LK і котушка зв'язку LCB утворюють трансформатор, який передає енергію прийнятого радіочастотного сигналу з контуру на вхід каскаду. Число витків котушки зв'язку може становити 5 … 10% від числа витків контурної котушки. При такого зв'язку настроюваного контуру магнітної антени з першим каскадом приймача на біполярному транзисторі напруга, що знімається з контуру, зменшується в 10ь. .20 Раз, а шунтуючі дію вхідного опору транзистора послаблюється в 100 … 400 разів, що зберігає хороші прийомні властивості магнітної антени.

На закінчення декілька практичних рекомендацій, які слід дати гуртківцям під час практичної роботи.

Якщо для магнітної антени транзисторного приймача використовується стрижень з фериту 600НН або 400НН діаметром 8 і довжиною 120 … 140 мм, а для налаштування малогабаритний конденсатор з максимальною ємністю 360 … 380 пФ, котушка діапазону СВ може містити 60 … 70 витків дроту ЛЕШО 7×0, 07, ЛЕШО 10×0, 05 або ПЕЛШО 0,1 ./.0, 15, намотаних в один шар, а котушка зв'язку – 5 … 7 витків дроту ПЕЛШО 0,1 … 0,15. Котушка діапазону ДВ може мати 200 … 220 витків дроту ПЕЛШО 0,1, а котушка зв'язку – 10 … 15 витків такого ж дроту.

Для зменшення власної ємності контурну котушку цього діапазону бажано намотувати внавал (без дотримання порядку укладання проводу) чотирма-п'ятьма секціями, по рівному числу витків в кожній секції. При відсутності проводів марок ЛЕШО і ПЕЛШО котушки магнітних антен і відповідні їм котушки зв'язку можна намотувати проводом ПЕВ-1 або ПЗВ-2 такого ж діаметру. У цьому випадку зростає власна ємність котушки контуру магнітної антени, що трохи зменшує перекривається їм діапазон радіохвиль.

Високочастотний провід, подібний проводу марки ЛЕШО, можна виготовити самостійно. Для цього беруть 7-10 відрізків дроту ПЕВ-1 або ПЗВ-2 діаметром 0,05 … 0,1 мм і скручують їх джгутом за допомогою ручного дриля. Кінці проводів такого джгута, використовуваного для намотування котушки, очищають від ізоляції, облужівают і надійно споюють разом.

Стрижень магнітної антени може мати меншу довжину – 90 … 100 мм. У такому випадку число витків котушки треба збільшити на 20 … 30%. Можна вчинити так: намотати завідомо більше число витків, а при налагодженні приймача поступово видалити зайві витки, домагаючись необхідного діапазону частот, що перекривається контуром магнітної антени.

Розміщуючи магнітну антену в корпусі приймача, треба пам'ятати, що знаходяться поблизу від неї сталеві деталі погіршують добротність котушки. Так, корпус динамічної головки, розташований поруч з магнітної антеною або проти торця її стрижня, знижує добротність котушки в 8 … 12 разів. Тому слід дотримуватися правил: ніякі сталеві деталі не розташовувати ближче 25 … 30 мм від котушки, не застосовувати для кріплення стрижня магнітної антени металеві тримачі.

В.Г. Борисов. Гурток радіотехнічного конструювання