Рамочные антенны с магнитным сердечником.

Рассмотрим многовитковую рамку, витки которой намотаны на цилиндри-ческом стержне из ферромагнитного материала, как это показано на рисунке.

Феррит сердечника имеет относительную магнитную проница­емость, дости-гающую десятков тысяч, поэтому магнитный поток, пронизывающий рамку воз-растет. Сердечник и характеризуется своей магнитной проницаемостью:

,

где k_p - коэффициент размагничивания, учитывающий размагничи­вающее действие концов сердечника и зависящий от его формы.

Применение магнитного сердечника приводит к возрастанию ЭДС, наводи-мой в рамке, что эквивалентно увеличению действующей длины рамки:

,

где μ _AHT - магнитная проницаемость антенны, определяемая выражением:

,

где m_A - коэффициент, зависящий от отношения длины рамки и длины сер-дечника и определяемый по формуле:

Очевидно, что применение сердечника приводит к увеличению индуктивно-го характера входного сопротивления рамки. Поскольку индуктивность рамки пропорциональна числу витков в ней, то для сохранения постоянной величины индуктивности не­обходимо число витков уменьшить. С учетом этого требования дейст­вующая длина рамки с магнитным сердечником будет равна:

Таким образом, применение магнитного сердечника позволяет увеличить действующую длину рамочной антенны в раз.

4. Рамочные антенны с размерами, соизмеримыми с длиной вол­ны

В диапазоне ДМВ в некоторых радиотехнических системах приме­няют го-ризонтально расположенные рамочные антенны в виде круглого кольца, радиус которого соизмерим с длинной волны. При этом амплитуда и фаза тока вдоль кольца не изменяются.

Расчеты, проведенные на основе теории линейных антенн пока­зывают, что поле излучения такой антенны с током можно опреде­лить по выражению:

где - функция Бесселя первого рода первого порядка.

Анализ показывает, что при значениях a < 0, 3λ (ka < 1, 84) Направление мак-симума ДН лежит в плоскости рамки (т.к. аргумент функции Бесселя меньше ее первого корня, равного 1, 84 и ДН описывается ее главным лепест­ком). При даль-нейшем увеличении радиуса рамки ДН приобретает мно­голепестковую форму (т.к. ДН будет описываться не только главным лепестком функции Бесселя, но и ее боковыми лепестками). Поэтому на практике обычно применяются рамочные антенны, у которых (ka < 2)