Любая антенна — это кусок металла определённой длины. Хочешь другую частоту или другое направление — нужна другая антенна или механизм, который её поворачивает. Инженеры из Университета штата Северная Каролина предложили антенну без металла. Её зажигает лазер прямо в воздухе, и она передаёт радиосигнал. Работа опубликована в IEEE Journal of Microwaves.
Нить из плазмы
Если направить в воздух очень короткий и мощный лазерный импульс, он вырывает электроны из молекул газа. Воздух вдоль луча превращается в плазму — тонкую светящуюся нить, которая хорошо проводит электрический ток. Для сравнения журналисты вспомнили световой меч из «Звёздных войн».
Раз нить проводит ток, она может работать как антенна. Но в неё надо как-то подать сигнал, а прикрутить к плазме провод нельзя.
Сигнал без проводов
Инженеры сделали бесконтактное подключение. Генератор радиочастот подаёт сигнал на конденсатор, и тот создаёт вокруг плазменной нити электрическое поле. Нить «подхватывает» это поле и излучает радиоволны.
В опыте антенна передавала сигнал на частоте 30 мегагерц — это нижняя граница метрового диапазона, близко к частотам любительской и служебной радиосвязи.
Зачем такая антенна
Главное преимущество — гибкость. Длину и направление металлической антенны не поменять на ходу, а плазменной — можно, если управлять лазерным лучом. Ведущий автор работы Прия Даршни считает, что такая антенна сможет работать в широком диапазоне частот.
В будущем авторы видят применение даже на низкой околоземной орбите, где воздуха ещё достаточно, чтобы зажечь плазму. Но это далёкая перспектива.
Пока это первый шаг
Сами исследователи называют результат «первым, но большим шагом». В сообщениях о работе ничего не говорится о дальности связи, о том, сколько энергии уходит на лазер и как долго живёт плазменная нить. Ответить на эти вопросы предстоит в следующих опытах.
