Анализ классической электродинамики и теории относительности (стр. 32 из 54)

2. Заев Н.Е., Авраменко С.В., Лисин В.Н. Измерения тока проводимости, возбуждаемого поляризационным током. Русская физическая мысль, №2, Реутово, Московской обл., 1990. См. также

Н.Е. Заев, Однопроводная ЛЭП. Почему спят законы? ИР № 10/94 ; http://www.skif.vrn.ru/

3. Иванько Ю. В.К физической сущности электромагнитных явлений. Механические аналоги или эфирная механика? http://www.nodevice.ru/article/545.html

Глава 9. Новый вид электромагнитного излучения?

Владимир Коробейников

Введение

Радиосвязь на, так называемых, ЕН антеннах новое неизведанное направление. Родилась эта радиосвязь усилиями радиолюбителей сравнительно недавно (несколько лет тому назад), но представляется перспективной. К примеру, эта радиосвязь может работать под землей и под водой. Исследовательских (как теоретических, так и экспериментальных) работ на этом пути хватит на всех желающих и еще останется, поскольку принцип работы и теоретические основы связи на ЕН антеннах еще в стадии становления. Причина в том, что ЕН антенны работают на новом, практически неизвестном электромагнитном принципе. Они используют ранее неизвестный вид электромагнитного излучения. В этой статье будут в популярной форме изложены результаты исследований в данной области.

9.1 Принципы радиосвязи

Чтобы пояснить суть эксперимента людям, далеким от радиосвязи приведем некоторые пояснения. Антенна передатчика излучает электромагнитную волну по-разному в разных направлениях. Чтобы иметь наглядное представление о свойствах излучения электромагнитной волны вводят диаграмму направленности антенны. Эта диаграмма показывает, как меняется излучаемая энергия неподвижной антенны от направления излучения. Простейшей антенной является комнатная телевизионная антенна, которая представляет собой видоизмененный диполь Герца. У диполя Герца «усы» антенны направлены в противоположные стороны (на 180^о).

Диаграмма направленности диполя Герца изображена на рис. 9.1 [1]. Она представляет собой тор («бублик без дырки»), поперечный разрез которого есть две соприкасающиеся окружности. Примерно такую форму (форму «искаженного бублика») имеют диаграммы антенн направленности многих приемо-передатчиков и радиотелефонов. Антенны приемников имеют аналогичные диаграммы направленности. Они показывают, с какого направления по отношению к ориентации антенны наиболее хорошо принимается волна.

Нетрудно сообразить, при каком расположении и ориентации антенн приемника и передатчика будет наилучший прием, а когда прием невозможен (см. рис. 9.1). Наилучшая связь будет тогда, когда радиотелефоны имеют общую экваториальную плоскость и их антенны параллельны друг другу. Если же антенны расположены под углом 90^о или ориентированы вдоль одной линии, то связи не будет. В этом случае либо приемная антенна не принимает сигнал с данного направления, либо передающая антенна не излучает в этом направлении.

Рис. 9.1 Диаграмма направленности диполя Герца и связь при различных ориентациях антенн

9.2 Эксперимент, который «ломает» теорию

Ниже описывается эксперимент, который в буквальном смысле «ломает» сложившиеся в электродинамике положения. В эксперименте в качестве передатчика использовалась типовая портативная радиостанция "Беркут-603". Диаграмма направленного действия ее штыря (антенны) хорошо известна и напоминает диаграмму направленности диполя Герца. Как и в диполе Герца антенна радиостанции не может излучать или принимать электромагнитный сигнал, идущий вдоль антенны. Это явление описывается в учебниках, а на радиоэлектронных факультетах университетов такие диаграммы направленности снимают в лабораторных работах.

Однажды мне пришлось продемонстрировать своему другу (классному специалисту в области радиосвязи) следующий «фокус». Я подключил в качестве приемной антенны для снятия диаграммы направленности медную «таблетку». На фотографии, приведенной ниже (см. рис. 9.2), показаны радиостанция «Беркут-603» и приемная антенна - медная «таблетка», соединенная с приемником, которые использовались в эксперименте.

Рис. 9.2 Приборы, использовавшиеся при эксперименте. Слева антенна «таблетка», справа «Беркут-603»

Произошло «чудо». С помощью медной «таблетки» диаграмма направленности радиостанции изменилась! Новая диаграмма направленности радиостанции, которая была экспериментально снята с использованием «таблетки», принципиально отличалась от известного «бублика», приводимого в учебниках! Она напоминала две соединенные «капли», ориентированные перпендикулярно экваториальной плоскости антенны (т.е. вдоль штыря) как представлено на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Диаграмма направленности, снятая «таблеткой», и обычная диаграмма, снятая с помощью штыревой антенны

Этот результат поверг моего друга буквально в шок. Конечно, «таблетка» не могла изменить диаграмму направленности радиостанции. Значит, помимо привычного электромагнитного поля антенна радиостанции излучает в пространство еще какое-то поле, которое уловила медная «таблетка»! В любом случае, электроны в антенне «Беркут603» имеют две динамические компоненты: мощную поступательную и очень слабую вращательную. Конструкция «таблетки» максимально реагирует лишь на вращательную (магнетон Бора) компоненту. Это поле излучается вдоль антенны передатчика «БЕРКУТ603 », обладает иными свойствами, и на него не реагируют обычные приемные антенны типа диполя Герца.

9.3 «Секрет» медной «таблетки»

Теперь необходимо раскрыть «тайну» антенны, которая была названа медной «таблеткой». Устройство ее достаточно просто (см. рис. 9.4). Она состоит из двух катушек, расположенных соосно на некотором расстоянии друг от друга. Катушки включены так, что их магнитные поля H_Z направлены друг против друга, т.е. имеет место противофазное включение этих индуктивностей. Для увеличения чувствительности включается емкость, которая вместе с катушками индуктивности образует контур. Этот контур настраивается на частоту принимаемого сигнала. Катушки помещены в медный цилиндр или же в медный экран. Такого типа антенны получили название Hz антенн, принадлежащих классу ЕН антенн.

Я хотел бы обратить особое внимание на следующий факт. Помещать антенну в экран, означает экранирование антенны от окружающего ее пространства. Для обычных антенн такой экран не дает возможности антенне принимать сигнал из окружающего пространства или излучать его в пространство. Однако, как показали исследования, экран не только не подавляет, но усиливает эффект, улучшает работу антенны (на это следует обратить внимание!). И еще одно обстоятельство должно быть принято во внимание. Излучение в экваториальной плоскости имеет малый угловой размер (узкую диаграмму) по углу θ. Видимо, по этой причине такое излучение не регистрировалось ранее, т.к. его «проскакивали».

Между одинаковыми катушками, включенными противофазно, возникает плоскость симметрии аб, показанная на рис. 9.4, в которой электрическое и магнитное поля равны нулю. В литературе [2] эта плоскость получила название кулоновской плоскости. Подводящие провода помещены в экран и излучение от них отсутствует. На рис. 9.4 изображена электрическая схема, когда «таблетка» служит антенной передатчика (работает на излучение).

Между коллектором и эмиттером транзистора включен последовательный резонансный контур (низкоомная «нагрузка»). Почему желательно выбирать последовательный резонансный колебательный контур? Общее напряжение на последовательном LC контуре не выше напряжения источника питания. А вот по отдельности на L и C напряжения за счет резонанса очень высокие при высокой добротности контура Q. Эти переменные напряжения в Q раз выше, чем переменное напряжение на коллекторе. Значение Q может колебаться от десятков до сотен единиц и зависит от частоты и качества выполнения контура.

Рис. 9.4 Включение ЕН антенны («таблетка») в выходной каскад передатчика и катушки ЕН антенны

«Таблетку» (Hz антенну) не надо ставить на железную опору. От этого полоса пропускания будет очень узкой. Желательно применять пластик или алюминий. В этом случае полоса пропускания превосходит полосу пропускания типовой штыревой антенны.

Радиолюбители, используя ЕН антенны, практически заметили множество необычных свойств поля антенны [3]. В нескольких случаях, когда не было никакой возможности изза плохих условий распространения радиоволн установить радиосвязь при использовании обычных антенн, станции, использующие ЕН антенны, были способны устанавливать связь между собой.

Проводились эксперименты, когда большой лист алюминия помещали близко перед ЕН антенной и позади нее. Но это не отразилось на уровне сигнала. Тогда это было очень большой неожиданностью, поскольку все эти эксперименты выполнялись до появления теории, представленной позже [3]. Тогда не обратили внимания и не предали значения, что в цилиндрах ЕН антенн изменилась динамика зарядов. Усилилась вращательная (магнетон Бора) компонента и уменьшилась обычная поступательная у электрических зарядов в цилиндрах.

Другая особенность ЕН антенны, которая была предсказана теорией и доказана практически, высокая проникающая способность вектора Hz [3]. ЕН антенна может излучать через воду и другие среды, которые представляют серьезную преграду другим полям. Это было экспериментально установлено, когда маленький передатчик и ЕН антенну, заключенную в пластмассовый, герметичный корпус, помещали под воду. В качестве приемных антенн использовались как обычная антенна, так и ЕН антенна. Только ЕН антенна оказалась способной принимать сигнал от передатчика, расположенного под водной.