Телевидение?.. Это очень просто!

Н. — Но не будешь же ты утверждать, Любознайкин, что натянутая проволока является колебательным контуром, обладающим частотой настройки и резонансной кривой?!

Л. — Несомненно буду. Необходимо к тому же, чтобы резонансная кривая была достаточно широкой для пропускания не только всей полосы частот видеомодуляции, но и звукового сопровождения, передаваемого на соседней длине волны, так как изображение и звук нужно принимать на одну и ту же антенну.

Н. — Можно догадаться, что антенны, отвечающие всем этим условиям, достаточно сложны. У них должны быть конденсаторы для настройки и демпфирующие сопротивления для расширения полосы пропускания.

Л. — Ничего подобного, Незнайкин! Истина значительно проще. И ты ее откроешь, рассуждая логически. Ты знаешь, что такое волны?

Н. — Это электромагнитные поля, созданные током высокой частоты, протекающим по передающей антенне, которые отправляются на прогулку с поразительной скоростью 300 000 км/сек.

Л. — Твое определение по существу, хотя и не по терминологии, правильно. Ты знаешь, что эти волны порождают электродвижущую силу во всех проводниках, встречающихся на их пути. Можешь ты мне сказать, какое минимальное расстояние отделяет две точки пространства, между которыми волны создают в проводнике наибольшую разность потенциалов?

Н. — Достаточно представить себе поле в какой-то определенный момент в виде застывшей синусоиды, чтобы установить, что максимальная разность существует между вершинами положительного и отрицательного полупериодов, а эти вершины удалены одна от другой на половину длины волны (рис. 126).

Рис. 126.Разность потенциалов между точками А и В, отстоящими друг от друга на половину длины волны, максимальна. Стержень о длиной λ/2 является полуволновой антенной.

Л. — И если взять металлический стержень, длина которого равна половине длины волны, то между его концами можно получить максимум напряжения. Такой стержень и является полуволновой антенной.

НАСТРОЕННЫЙ СТЕРЖЕНЬ

Н. — В общем, волны, проходящие мимо твоего стержня, сообщают попеременно то положительный, то отрицательный потенциал одному из его концов, тогда как другой его конец становится соответственно то отрицательным, то положительным. Таким образом, за время одного полупериода электроны устремляются от одного конца к другому, затем во время следующего полупериода — в противоположном направлении.

Л. — И заметь, что время, затрачиваемое током, чтобы пройти от одного конца до другого этой полуволновой антенны, как раз равно полупериоду волны, потому что скорость распространения тока равна скорости радиоволн.

Н. — Если я правильно понял, колебания электронов вдоль стержня естественно совершаются в такт волнам, которые их вызывают. Именно поэтому, без сомнения, ты сказал, что мы используем настроенные антенны.

Л. — Я употребил этот термин как раз в этом смысле. Предоставленные самим себе, электроны стержня колебались бы с той же частотой, если бы какой-нибудь начальный импульс нарушил их распределение вдоль проводника… Правда, мое рассуждение имеет несколько отвлеченный характер, так как оно действительно для очень тонкого стержня, подвешенного в пустоте вдали от других проводников. В действительности же из-за соседства мачты, служащей опорой, крыши и почвы появляются емкости, которые увеличивают собственный период стержня. Чтобы правильно настроить его на принимаемые волны, нужно слегка укоротить ею. В среднем его длина должна быть на 6 % меньше половины длины волны.

Н. — Значит, если я хочу принять волну 6,03 м, соответствующую частоте 49,75 Мгц, то придется брать стержень длиной 3 м за вычетом 6 %, т. е. около 2,83 м.

Л. — Это не совсем верно, так как нужно, кроме того, принять на ту же антенну звук, передаваемый на частоте 56,25 Мгц, т. е. на волне 5,34 м. Поэтому ты должен выбрать длину стержня немного меньше, порядка 2,75 м.

Н. — Но нужно тогда иметь довольно широкую полосу пропускания. От чего она зависит?

Л. — От диаметра стержня или, точнее, от отношения его длины к диаметру. Для получения достаточной полосы пропускания диаметр стержня не должен быть слишком малым. Практически используют трубки диаметром порядка 1–2 см, так как применять сплошные стержни нецелесообразно.

Н. — Я припоминаю, что токи высокой частоты протекают по поверхности проводников. Ты это называешь поверхностным эффектом. Интересно, нельзя ли сделать антенну из нескольких параллельных проволок, образующих нечто вроде цилиндра?

Л. — Такие антенны успешно применяются. Натяни с десяток проволок на обручи диаметром 10 см, и у тебя получится превосходная полуволновая антенна, имеющая вполне достаточную полосу пропускания.

Н. — Другой вопрос. Эти антенны должны устанавливаться горизонтально или вертикально?