Neue Radio-Antenne Vermeidet unerwünschte Signale

Ein neuer einfacher, billiger und potenziell effektivere Art und Weise Funkantennen zu verhindern, dass unerwünschte Signale Aufnehmen wurde von Forschern in den USA geschaffen. nach dem Team - Mit der Weiterentwicklung könnte die Technik auch thermophotovoltaische Zellen, die aus Wieder Strahlung emittieren sie absorbieren, um zu verhindern verwendet werden.

Die Gesetze des Elektromagnetismus arbeiten genau die gleiche Weise, wenn Sie Zeit in die entgegengesetzte Richtung laufen. Eine logische Folge davon ist, dass eine Antenne in einem bestimmten Funkfrequenz zu senden ausgelegt wird auch sehr gut bei strahlungsabsorbierende bei dieser Frequenz. Dies ist problematisch für Rundfunkantennen, die Strahlung absorbieren, die wieder aus den umliegenden Objekten aufgeprallt hat - etwas, das sich negativ auf ihren Betrieb haben können. Zwar gibt es Möglichkeiten zur Minimierung der Auswirkungen dieser Echos sind, können sie teuer sein und die Leistung der Antenne zu reduzieren.

Nun, Andrea Alù und Kollegen an der University of Texas in Austin haben eine neue Art und Weise des Umgangs mit Echos entwickelt. Ihr Design basiert auf einer herkömmlichen Leckwellenantenne, bei der elektromagnetische Wellen bestimmter Frequenzen Paar in den Raum um die Antenne und "durchsickern", wie sie an ihr entlang fahren. Sie fügten eine Reihe von variablen Kondensatoren Varaktoren mit der Antennenschaltung bezeichnet. Die Kapazität eines Varaktors variiert mit der Spannung beaufschlagt, und dieser verwendet wird, um die Betriebsfrequenz der Antenne einzustellen. Die Forscher hinzugefügt eine zweite, niedrigere Frequenzwelle die gleiche Antenne herabgesandt. Diese zweite Welle koppelt nicht mit dem Raum um die Antenne und wird daher nicht abgestrahlt. Jedoch moduliert die Wellen die Spannung an den Varaktoren und daher ändert sich die Betriebsfrequenz der Antenne, während sie sendet.

Untere Symmetrie

Die Modulation durch die zweite Welle verursacht bedeutet, dass die Antenne nicht mehr Zeitumkehrsymmetrie aufweist. Wellen von der Antenne ausgesendet werden von Wanderwellen in der gleichen Richtung wie die Modulation erzeugt. Wenn jedoch die Antennensignale auf dem Rückweg von der Senderichtung reflektiert absorbiert, resultiert dies in Wellen in der Antenne in die entgegengesetzte Richtung zu der Modulations fährt. Diese Asymmetrie zwischen Emission und Absorption ermöglicht die Antenne so betrieben werden, die reflektierten Wellen Paar nicht effizient wieder in die Antenne.

"Alle Antennen häufigsten verwendeten heute sind statisch", erklärt Alù. "So sie das gleiche für ein Signal suchen, die in eine bestimmte Richtung geht aus und ein Signal, das aus dieser Richtung kommt zurück. Unsere Antenne sieht nicht das gleiche, weil es diese zusätzliche zeitliche Modulation ist." Ein ähnlicher Effekt könnte durch physikalisch Schütteln der Antenne erreicht werden, sagt Alù, aber eine Antenne bei 100 MHz Schütteln ist keine einfache Angelegenheit. Trotzdem experimentieren die Forscher mikroelektromechanische Resonatoren mit der Verwendung, die einige technische Einschränkungen von Varaktoren überwinden konnte.

Alù sagt, dass die Forscher ein Patent auf ihre Antenne eingereicht haben und kommerziellen Interesse. "An diesem Punkt, es ist mehr Engineering- und Entwicklungsproblem als eine begriffliche wird", sagt er. Sie sind nun auf der Suche auf den Begriff zu höheren Frequenzen erstreckt, wo sie es glauben könnte angewendet, zum Beispiel die Thermo - Energy-Harvesting-Geräte, die Infrarotstrahlung in Elektrizität umwandeln. Hier stehen Designer das entgegengesetzte Problem - wie man ein Gerät zu schaffen, das ohne erneute emittierende es Infrarotstrahlung absorbiert, da das Gerät erwärmt.

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