NC State: лазерная плазменная антенна передала 30 МГц

В NC State показали лазерную плазменную антенну, передающую радиоволны 30 МГц в лабораторном опыте

Исследователи Университета штата Северная Каролина создали лазером плазменную нить в воздухе и передали через неё сигнал 30 МГц. Это лабораторная демонстрация на расстоянии около 5 см.

Исследователи Университета штата Северная Каролина продемонстрировали метод, в котором лазер создаёт плазменную лучевую антенну, способную передавать радиоволны, сообщает news.ncsu.edu. Работа опубликована в открытом доступе в IEEE Journal of Microwaves под названием «Laser-Induced-Plasma-Filament Antenna Transmitting 30 MHz VHF» ncsu.edu. По словам авторов, это первая демонстрация такой концепции ncsu.edu.

Исследование возглавила аспирантка Прия Даршни вместе с Полом Франзоном. Артур Догариу из Техасского университета A&M и Принстонского университета помогал с измерениями ncsu.edu.

Как устроена плазменная антенна

Лазерный луч определённой мощности и диаметра ионизирует тонкий пучок воздуха и создаёт чётко очерченный столб плазмы, называемый плазменной нитью ncsu.edu. По данным авторов, электроны на краю нити ведут себя как поверхностные электроны проводника, поэтому у нити есть основные элементы, нужные антенне ncsu.edu.

Прямой металлический контакт исказил бы нить, поэтому команда сделала бесконтактный подвод сигнала. Это металлическое кольцо, работающее как конденсатор; лазер проходит через кольцо, и плазменная нить оказывается внутри него ncsu.edu. Генератор радиочастоты подаёт сигнал на конденсатор, тот создаёт электромагнитное поле, и под его действием нить излучает радиоволны нужной частоты ncsu.edu.

Авторы заявляют, что параметры лазера задают свойства нити, включая её длину. Длина важна, потому что определяет частоты, на которых антенна передаёт и принимает сигнал ncsu.edu. Угол антенны можно менять, смещая направление лазера, то есть за счёт управления лучом ncsu.edu.

Результаты измерений

В эксперименте сигнал 30 МГц подавали в нить через ёмкостной подвод ncsu.edu. Излучающая нить и приёмная антенна имели линейную поляризацию с одинаковой ориентацией и стояли примерно в 5 см друг от друга, в свободной ближней зоне ncsu.edu. Сначала измеряли уровень принятого сигнала только с ёмкостным подводом при заблокированном лазере, затем с нитью ncsu.edu. Когда антенной служила нить, уровень сигнала вырос в 2,5 раза (на 150%) ncsu.edu.

Приём радиосигналов плазменной антенной команда не демонстрировала, однако Даршни считает, что нет оснований сомневаться в её работе и как приёмника ncsu.edu. В статье также рассмотрена возможность применения таких антенн в диапазонах HF/VHF на малых и крупных спутниках и летательных аппаратах. Франзон отмечает, что на низкой околоземной орбите воздуха достаточно для образования плазмы ncsu.edu. По словам Даршни, следующий шаг — улучшение характеристик антенны ncsu.edu.

В NC State показали лазерную плазменную антенну, передающую радиоволны 30 МГц в лабораторном опыте

Как устроена плазменная антенна

Результаты измерений

Источники · 2

Читайте также

Рецептор P2Y13 регулирует активацию нейральных стволовых клеток взрослого мозга в субэпендимной зоне