Частота свободных колебаний открытого контура зависит от его емкости и индуктивности, которые могут быть грубо определены, если известна длина и толщина провода антенны. Очень грубо можно считать, что каждый метр провода имеет емкость около 5 пф и индуктивность около 2 мкгн. Например, если длина антенны 40 м, то ее емкость Сa получается порядку 200 пф и индуктивность Lа = 80 мкгн.
Чем длиннее провод, тем больше индуктивность и емкость антенны, а следовательно, меньше частота (и больше длина волны), соответствующая собственным свободным колебаниям антенны. Если учесть, что скорость распространения электромагнитного поля вдоль провода равна 300 000 км/сек, то можно получить формулы для расчета собственной длины волны или частоты антенны в зависимости от длины провода. Волна проходит в одном направлении вдоль провода антенны за полупериод. Значит, длина провода открытого контура L равна λ/2 . Это же вытекает из распределения тока и напряжения в антенны. Отсюда следует формула
Таким образом, длина волны собственных колебаний изолированной от земли антенны равна удвоенной длине провода. Заменяя длину волны частотой по формуле
где f выражено в килогерцах, получаем
Практически вследствие влияния земли и других местных предметов собственная длина волны обычно несколько больше удвоенной длины провода.
Для максимального излучения волн нужно получить в антенне наиболее сильные колебания. Антенна питается от генератора и в ней получаются вынужденные колебания. Их амплитуда максимальна в случае резонанса, когда частота генератора равна собственной частоте антенны. При индуктивной связи с генератором антенна является вторичным контуром и в ней может быть резонанс напряжений.
Если передатчик должен работать на различных волнах, то необходимо настраивать антенну, т. е. изменять ее собственную частоту. Можно для этого изменять длину провода антенны, но такой метод неудобен.
Практически антенну, как и замкнутый колебательный контур, настраивают при помощи конденсаторов переменной емкости или вариометров.
Для удлинения собственной волны антенны в нее последовательно включают катушку, что равносильно увеличению длины провода. (Например, можно включить вариометр, который будет также служить для плавной настройки (рис.1 а). Последовательное включение в антенну конденсатора вызывает укорочение собственной длины волны антенны (рис.2 б), так как конденсатор включен последовательно с емкостью самой антенны Са, в результате чего общая емкость антенного контура уменьшается. Для более широкого диапазона настройки иногда в антенну включают и удлинительную катушку, и укорачивающий конденсатор.
В случае заземленной антенны на конце провода, соединенном с землей, не может быть пучности напряжения, так как земля имеет нулевой потенциал. Следовательно, у земли получается узел напряжения и пучность тока. Поэтому при возбуждении колебаний на основной волне (на 1-й гармонике) в заземленной антенне вдоль нее укладывается ¾*λ. Распределение тока и напряжения для этого случая показано на рис.2. Таким образом, зависимость собственной длины волны от длины провода у заземленной антенны выражается так:
Вследствие влияния земли и местных предметов собственная длина волны получается обычно больше. Практически считают, что
