способ преобразования в открытом пространстве двух направленных в одну сторону линейно поляризованных моногармоничных потоков электромагнитных волн в направленный поток волн де бройля

Формула изобретения

1. Способ преобразования в открытом пространстве двух направленных в одну сторону линейно-поляризованных моногармоничных потоков электромагнитных волн в направленный поток волн де Бройля, характеризующийся тем, что осуществляют когерентную резонансную интерференцию идущих раздельно в одном и том же направлении двух пересекающихся в Дальней зоне свободного пространства на заданном расстоянии ортогональных моногармоничных высокой стабильностью частоты несущей линейно-поляризованных потоков радиоизлучения от по меньшей мере одной пары возбудителей: Электрического Диполя Герца (ЭГД) и Магнитного Диполя Герца (МГД), при параллельном расположении их продольных осей и размещенных вблизи относительно друг друга, которые в заданной зоне их пересечения имеют равную друг другу эффективную изотропно-излучаемую мощность (ЭИИМ) и ничтожно малый фазовый сдвиг.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что каждый МГД и ЭГД возбудители питаются от своего персонального Усилителя Мощности.

3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что Усилитель Мощности питается от одного источника моногармонического прецизионного высокостабильного генератора радиосигнала частоты несущей.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в заданной зоне пересечения на расстоянии потоки радиоволн от пары МГД и ЭГД возбудителей являются когерентными со строгой привязкой фазы во времени и имеют равную частоту несущей, при этом между потоками радиоволн сдвиг фаз не превышает 3-5 градусов.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что стабильность частоты несущей моногармонической радиации для СВЧ-диапазона составляет 10^-10, а для частот ниже 800 МГц стабильность частоты составляет 10^-9.

6. Способ по п.1, характеризуется тем, что каждая из пар возбудителей радиоволн МГД и ЭГД обладает идентичной амплитудно-частотной и фаза-частотной характеристиками на заданном одинаковом участке частотного диапазона.

7. Способ по п.3, характеризующийся тем, что каждый Усилитель мощности обладает идентичной амплитудно-частотной и фаза-частотной характеристиками на заданном одинаковом участке частотного диапазона.

8. Способ по п.7, характеризующийся тем, что на вход к каждому Усилителю Мощности подают СВЧ электрические сигналы через промежуточные усилители СВЧ сигнала по двум фидерам.

9. Способ по п.8, характеризующийся тем, что фидеры обладают идентичной амплитудно-частотной и фаза-частотной характеристиками на заданном одинаковом участке частотного диапазона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу преобразования в открытом пространстве двух направленных в одну сторону когерентных линейно поляризованных моногармоничных одной и той же частоты ортогональных потоков электромагнитных волн от двух размещенных поблизости друг от друга пар возбудителей радиоволновой радиации типа Электрического Диполя Герца (ЭГД) и типа Магнитного Диполя Герца (МГД) в Дальней зоне на удалении >> /2тт при параллельности их продольных осей в момент осуществления когерентной резонансной интерференции - в направленный поток Волн де Бройля и может быть использован, например, в качестве носителя информации беспроводной передачи информации при >1 м или для физического воздействия на предмет, находящийся на пути такого направленного потока волн Де Бройля при <0,02 м.

О волнах де Бройля в настоящее время можно найти сведения лишь при рассмотрении внутри ядерных процессов или вопросов Дифракции, вызванной элементарными частицами на основе Волновой квантовой теории элементарных частиц [2,6,1]. Известен факт аннигиляции (в результате столкновения) гамма-квантов с образованием нейтрино или антинейтрино и наоборот.

Но этот процесс не является массовым (регулярным), а носит вероятностный характер, проявление которого ограниченно не значительным, а иногда и очень малым отрезком времени. Хотя гамма-кванты и являются электромагнитными квантами, но не относятся к области радиоволновой радиации (к радиофотонам и радиоволнам).

Электромагнитные волны (радиоволны) в основном нагревают физические тела (как это в случае действия солнечного света, при облучении тепловыми источниками или лазерами).

В отличие от потоков электромагнитной энергии (волн) в свободном пространстве Волны Де Бройля, как проявление законов Волновой Квантовой теории [2,6] для одиночных или потоков корпускул в открытом пространстве вызывают возмущения Гравитационного поля.

О существовании Волны де Бройля можно судить по механическому воздействию на предметы, находящиеся на их пути, а также по-видимому, как вид радиации, они могут вызывать воздействие не только механическое на биологические тела [9]. В области науки это является "белым пятном".

Радиотехнические устройства, подобные Моделям № 1 и № 2, описанным в [9], в состоянии создать непрерывный поток Волн де Бройля в любой момент времени, любой продолжительности и любой мощности в заданной зоне свободного пространства, что даст возможность специалистам в области квантовой радиофизики, радиобиологии и др. изучать воздействие потоков Волн де Бройля на различные объекты.

Это возможно благодаря осуществлению когерентной резонансной интерференции идущих в одном направление двух пересекающихся в открытом пространстве ортогональных линейно поляризованных потоков радиоизлучения от пары щелевого и рупорного излучателей СВЧ, соответственно относящиеся к возбудителю типа МГД и типа ЭГД.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в получении направленного потока Волн де Бройля в свободном пространстве, при этом несущая ими энергия уже не будет ослабляться (зависеть) обратно пропорционально квадрату пройденного пути и их поток по видимому будет самофокусироваться.

Указанный технический результат достигается благодаря когерентной резонансной интерференции в свободном пространстве двух пересекающихся ортогональных линейно поляризованных моногармоничных потоков электромагнитных волн с высоким уровнем стабильности частоты несущей f₀, обладая на расстоянии в Дальней зоне их пересечения равной фазой и равной Эффективной Изотропно Излучаемой Мощностью (ЭИИМ или EIRP), идущими раздельно в одном направлении к намеченной цели от по меньшей мере одной пары возбудителей: Электрического Диполя Герца (ЭГД) и Магнитного Диполя Герца (МГД), размещенных неподалеку друг от друга при параллельном расположении их продольных осей. Продуктом такой резонансной когерентной интерференции является образование направленного корпускулярного потока с длиной Волн де Бройля _DG (равной скорости света в свободном пространстве c₀, поделенной на удвоенное значение частоты несущей f₀), распространяющегося в открытом пространстве со скоростью света или чуть меньшей, а при повышенном значении ЭИИМ (EIRP) в зоне интерференции упомянутый направленный радиоволновый поток преобразуется в направленный непрерывный поток Волн де Бройля с длиной волны _DG.

Оба используемые разного типа МГД и ЭГД возбудителя для осуществления когерентной интерференции создаваемых ими потоков радиоволн в заданном (пусть и ограниченном) частотном участке диапазона должны обладать идентичными частотно-фазовыми и амплитудно-частотными характеристиками, а создаваемые ими линейно поляризованные потоки радиоволн должны быть ортогональны относительно друг друга.

На эти разного типа возбудители (МГД и ЭГД) потока радиоволн должен быть подан гармонический электрический сигнал частоты несущей f₀ от одного и того же прецизионного генератора (осциллятора).

При этом частота, используемая несущей f₀, должна для диапазона СВЧ обладать стабильностью не хуже 10^-10, а для частоты f₀ ниже 800 МГц должна быть не ниже 10^-9,

а фазовый сдвиг между этими потоками в месте когерентной резонансной интерференции не должен превышать 3-5 градусов при различии амплитудного значения интенсивности данных потоков (величины ЭИИМ), не превышающего 0,5 dB.

Для идентичности создаваемых потоков возбудителя типа МГД и возбудителя типа ЭГД и повышения общей мощности излучаемых ими потоков радиоволн каждый из возбудителей должен питаться от индивидуального прецизионного источника мощности с идентичными частотно-фазовыми и амплитудно-частотными характеристиками, включая идентичность их соединительных фидеров.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При изложении сущности данного изобретения используются ниже-приведенные чертежи и фотографии.

На Фиг.1 изображены в Дальней зоне тройка левоориентированных ортогональных векторов (E, H, S) возбудителя типа ЭГД и правоориентированных векторов (E, H, S) возбудителя типа МГД [10] при горизонтальном расположении их продольных осей.

На Фиг.2 изображена в Дальней зоне тройка правоориентированных ортогональных векторов (E, H, S) для возбудителя типа МГД.

На Фиг.3 в соответствии с [4] изображена тройка правоориентированных ортогональных векторов (E, H, S) для одиночного щелевого СВЧ-излучателя типа МГД.

На Фиг.4 в соответствии с [15] изображена тройка левоориентированных ортогональных векторов (E, H, S) для рупорного СВЧ-излучателя типа ЭГД.

На Фиг.5 изображена аналогично ориентированная тройка ортогональных векторов (E, H, S) возбудителя типа ЭГД в Дальней зоне .

На Фиг.6 схематично изображен в Дальней зоне результат совмещения в поляризационной (размещения векторов E и H) плоскости двух взаимно ортогональных когерентных линейно-поляризованных потоков радиоволн несущей частоты f₀, исходящих от возбудителей типа ЭГД и типа МГД, расположенных вблизи друг от друга при параллельности их продольных осей при равном значении интенсивности ЭИИМ и фазовом сдвиге =0 обоих потоков в заданном месте и в заданный момент времени.

На фиг.7 показан схематично в поляризационной плоскости суммарный эффект интерференции излучения равной интенсивности (ЭИИМ) от двух источников ЭГД для двух значений фазового сдвига =0 и =180 (градусов).

На Фиг.8 проиллюстрирована аналогичная картина интерференции излучения равной интенсивности от двух источников МГД.

На Фиг.9 проиллюстрирована картина результата интерференции линейно-поляризованных ортогональных равной интенсивности потоков от МГД и ЭГД источников радиации для двух значений фазового сдвига, излучаемых ими в Дальнюю зону в заданном месте и в заданный момент времени.

На фиг.10 схематично изображены а) две модели пары радиофотонов излучения возбудителя типа МГД и возбудителя типа ЭГД, б) модель образования Пары фотонов Герца в момент резонансного взаимного захвата этой пары фотонов и в) модель образованного продукта такого резонансного захвата данной пары фотонов в виде материальной (гравитационной) корпускулы (условно названной Парой Герца ), являющейся одновременно квантом Волны де Бройля.

На Фиг.11 представлена спектральная плотность при облучении «мишени» только щелевым возбудителем вертикально-поляризованного потока радиоволн типа МГД [9].

На фиг.12 представлена Спектральная плотность при облучении «мишени» одновременно щелевым возбудителем вертикально-поляризованного потока СВЧ типа МГД и OWG (из открытого торца прямоугольного волновода) возбудителем горизонтально поляризованного потока СВЧ-типа ЭГД [9].

На Фото 1 изображен отрезок стандартного прямоугольного волновода, стандартные коаксиальные адаптеры для волновода данного типа и аппаратура, используемая для их теста в диапазоне 14 Гц - 15 ГГц;

На Фото 2 - изображение во время теста возбудителей СВЧ типа ЭГД, выполненного в виде отрезка гибкого прямоугольного волновода (OWG) (справа) и Рупорной Антенны (слева).

На фото 3 представлен вид стандартного коаксиального адаптера и отрезка стандартного прямоугольного волновода типа WR-75, из которого на узкой его стенке изготовлялся многощелевой возбудитель СВЧ.

На Фото 4 представлен собственноручно изготовленный из стандартного отрезка прямоугольного волновода многощелевой возбудитель СВЧ типа МГД.

На Фото 5 вид перед тестом когерентной резонансной интерференции двух идущих в одном направлении линейно-поляризованных потоков радиоволн от многощелевого возбудителя СВЧ типа МГД и OWG возбудителя СВЧ-типа ЭГД.

На Фото 6 и Фото 7 - вид во время теста многощелевого возбудителя СВЧ типа МГД.

На Фото 8 вид во время теста многощелевого возбудителя СВЧ типа МГД при определении оптимального угла регистрации линейно-поляризованного потока радиоволн от многощелевого возбудителя СВЧ типа МГД.

На Фото 9 - во время теста: справа OWG СВЧ возбудитель типа ЭГД и слева на тележке СВЧ стандартная измерительная аппаратура: вверху прецизионный цифровой анализатор Scalar Network Analyzer, ниже цифровой прецизионный СВЧ Hp Sweeper и в самом низу цифровой прецизионный СВЧ анализатор спектра (Hp Spectrum Analyzer).

На Фото 10 представлен вид Модели № 2 [9] при испытании когерентной резонансной интерференции от двух OWG возбудителей линейно-поляризованных потоков СВЧ типа ЭГД.

На Фото 11 представлен вид части Модели № 2 при испытании когерентной резонансной интерференции от двух OWG возбудителей СВЧ линейно-поляризованных ортогональных потоков типа ЭГД.

На Фото 12 изображены: стандартная пирамидальная рупорная измерительная антенна типа ЭГД на диапазон 4 ГГц - 8 ГГц слева и справа часть Модели № 2: развернутые вне относительно друг друга на 45 градусов выходные торцы щелевого возбудителя СВЧ типа МГД и OWG возбудителя СВЧ типа ЭГД.

На Фото 13 приведено изображение на экране уровня, регистрируемого анализатором («Network Analyzer») излучения только OWG возбудителем СВЧ типа ЭДГ Модели № 2 в заданном частотном участке.

На Фото 14 - изображение на экране уровня, регистрируемого анализатором («Network Analyzer») излучения только щелевым возбудителем СВЧ типа МГД в том же заданном частотном участке.

На Фото 15 представлено изображение на экране вида кривой ослабления регистрируемого анализатором («Network Analyzer») уровня мощности при одновременном излучении обоих возбудителей СВЧ (типа МГД и типа ЭГД) в момент осуществления когерентной резонансной интерференции двух линейно-поляризованных ортогональных потоков в заданной зоне в том же самом частотном участке.

На Фото 16 представлен вид рабочего места, защищенного от радиоволновой радиации в момент испытания Модели № 1 на повышенной мощности (435 ватт) [9].

На Фото 17 представлена геометрия взаимного расположения Модели № 1 в процессе испытания на повышенной мощности [9], 1 - это в момент излучения многощелевой возбудитель СВЧ типа МГД, 2 - это OWG возбудитель СВЧ типа ЭГД, 3 - это мишень - стандартная измерительная пирамидальная рупорная СВЧ антенна типа ЭГД.

На Фото 18 представлен вид Модели № 1[9] при излучении обоими (многощелевым типа МГД и OWG типа ЭГД) возбудителями СВЧ потока.

На Фото 19 представлен вид Модели № 1 [9] при излучении только щелевым возбудителем СВЧ потока типа МГД.

На Фото 20 представлен вид стандартной измерительной пирамидальной рупорной антенны, находящейся на высоте более 2 метров в момент испытания Модели № 2 Интерферометра при ее установке в вертикальном положении.

На Фото 21 представлена геометрия взаимного расположения Модели № 1 интерферометра и мишени , являющейся стандартной измерительной пирамидальной СВЧ-антенной в процессе испытания на повышенной мощности [9] при облучении мишени лишь многощелевым возбудителем СВЧ потоком. Как видно выходной торец OWG возбудителя СВЧ потока закрыт стандартным терминалом - «нагрузкой».

На Фото 22 изображена стандартная измерительная пирамидальная рупорная СВЧ антенна - «мишень» при испытании Модели № 1 Интерферометра [9] на повышенной мощности (435 ватт).

На Фото 23 представлен вид 16-метровой Ku-band (14 ГГц - 15 ГГц) наземной станции геостационарной глобальной спутниковой цифровой коммуникации.

Таким образом, в процессе когерентной резонансной интерференции одним из источников моногармонического линейно-поляризованного потока в свободном пространстве является возбудитель (передающая антенна) типа МГД электромагнитных волн или одномерная или двухмерная их комбинация, а другим является возбудитель (передающая антенна) типа ЭГД или одномерная или двухмерная их комбинация.

Как следует из изображений Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4, Фиг.5, возбудители радиоволн типа МГД в Дальней зоне обладают правоориентированной тройкой взаимно ортогональных векторов (E, H, S) [10], а возбудители радиоволн типа ЭГД обладают в Дальней зоне левоориентированной тройкой взаимно ортогональных векторов (E, H, S) [10].

Прохождение энергии [Джоуль] электромагнитного потока в единицу времени t [sec] через «поляризационную плоскость» в данном месте и в данный момент времени расположения наблюдателя является секундным ее расходом или мощностью P [ватт]. Секундный расход электромагнитного потока через элементарную площадку A [кв.м] этой плоскости является вектором Умова-Пойнтинга S [ватт/кв.м], а направлением его является направление перемещения данного электромагнитного потока. Таким образом, вектор Умова-Пойнтинга S размещен в точке расположения наблюдателя и в данной точке ортогонален вектору E и вектору H. Имеет место соотношение между абсолютными значениями этих векторов S=E*H. Принято обозначать Волновое сопротивление W_O [Ом] свободного пространства как отношение абсолютных величин векторов E, H: W_O =E/H.

Раздел «ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СВОЙСТВЕННЫЕ МАГНИТНЫМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ДИПОЛЯМ ГЕРЦА»

На Фиг.2 показан условно в виде цилиндра размещенный в начале правоориентированной координатной системы (ПОКС) взаимно ортогональных векторов X,Y,Z передающий возбудитель типа МГД, длина тела которого I_m[м]<< . Переменный виртуальный Магнитный ток (представляющий плотность Сцепления Магнитного потока ) частоты f с амплитудным значением J_m протекает внутри ферромагнитного стержня этой антенны вертикально вверх (вдоль оси Z). На расстоянии от центра O в точке наблюдения A в Правоориентированной Системе Ортогональных Векторов ( , , ) изображены имеющие в данном случае место два вектора напряженности магнитного поля (радиальная компонента) H , (азимутальная компонента) H и лишь один вектор (тангенсальная компонента) E [7, 8] напряженности электрического поля. Названные векторы являются моногармоническими функциями вида

а также гармоническими функциями относительной дистанции / в функции ^-i , входящими в выражение амплитудных значений E _m , H_m , H_m упомянутых векторов:

Для амплитудных значений указанных компонент можно записать следующие выражения:

где

[фарад/м] - диэлектрическая проницаемость среды, _r - относительная величина диэлектрической проницаемости, - диэлектрическая проницаемость вакуума [фарад/м],

µ [генри/м] - магнитная проницаемость среды, µ - ее относительная величина магнитной проницаемости, µ _o=4 10^-7 - магнитная проницаемость вакуума [генри/м]

Для вакуума _r=1(1.1-12) и µ_r=1(1.1-13)

В Дальней зоне эти выражения упрощаются и в них остаются лишь две ортогональные компоненты, лежащие в поляризационной плоскости в точке наблюдения на расстоянии >> /2тт:

Волновое сопротивление

с учетом (1.8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) и что (1.1-18),

где

W₀=120

В Дальней зоне , где имеет место соотношение >> /2тт, изображение взаимно ортогональной тройки векторов (E, H, S) представлено в правосторонней ортогональной системе координат на Фиг.2 и Фиг.3 [4].

Убеждаемся, что отношение амплитудного значения вектора Напряженности Электрического поля E к амплитудному значению вектора Напряженности Магнитного поля H равно волновому сопротивлению вакуума W_O - Вектор Умова-Пойнтинга S ортогонален поляризационной плоскости и направлен по оси . Данный электромагнитный поток имеет линейную поляризацию и тройка ортогональных векторов (E, H, S) Магнитного Диполя Герца относится к Правоориентированной Системе Ортогональных Векторов (ПОСОВ) [10].

В Правоориентированной Координатной Системе (X, Y, Z) для Электрического Диполя Герца основные соотношения, следуя работе [3], представлены в виде:

I_m [A] - амплитудное значение переменного тока частоты f [Гц], проходящего по проводящему цилиндрическому телу длиной I_e [м] вдоль оси Z,

, , - координаты полярной (сферической) правоориентированной ортогональной системы,

с [м·сек] - скорость света в открытом пространстве,

[м] - длина волны электромагнитного излучения частоты f,

H _m [А/м] - амплитудное значение вектора напряженности магнитного поля (тангенсальная компонента).

где E _m [B/м] - амплитудное значение (радиальная компонента) электрической напряженности электромагнитного поля в открытом пространстве на расстоянии от источника возбуждения.

E _m [А/м] - амплитудное значение (азимутальная компонента) вектора напряженности электромагнитного поля на расстоянии от источника возбуждения >10, амплитудное значение радиальной электрической составляющей Е_r=0 и остаются лишь две компоненты электромагнитного поля E и H , ортогональные друг другу, и выражения для их амплитудного значения упрощаются и сводятся к виду:

Учитывая, что для вакуума Волновое сопротивление W [Ом] равно

W=E _m/H _m (1.1-25),

с учетом (1.1-18) и (1.1-20)

Из выражений (1.1-26) и (1.1-20) следует, что в рассматриваемой точке, удаленной на расстояние от источника возбуждения, величина W отрицательная, потому что естественной Системой координат ЭГД является Левосторонняя Ортогональная Координатная Система. Тройка взаимно ортогональных векторов [E H S] Элементарного Диполя Герц является Левоориентированной Системой Ортогональных Векторов (ЛОСОВ), как это показано на Фиг.4 [15] и Фиг.5.

Итак, в соответствии с принятым правилами [10] для возбудителей типа ЭГД, ось которого размещена горизонтально, Тройка Взаимно Ортогональных его Векторов (E, H, S) изображена на Фиг.1 слева.

Для возбудителей типа Магнитного Диполя Герца, ось которого размещена так же горизонтально Тройка Взаимно Ортогональных Векторов (E, H, S,) изображена на Фиг.1 справа.

Типичными представителями Передающих МГД являются, например, модели передающих Линейных Магнитных Антенн (ЛМА), приведенные в описаниях Патентов [7, 8] для диапазона VF, VLF, LF радиочастот (300 Гц-300000 Гц).

Типичным представителем МДГ в микроволновом SHF (3-30 ГГц), EHF (30-300 ГГц) диапазоне радиочастот являются Щелевые (Slot Antenna) возбудители СВЧ- радиоволн. Нужно иметь в виду, что размер эквивалентного МГД щелевого возбудителя является длиной широкой его стороны и его продольная ось параллельна широкой его стороне. Вектор напряженности электрического поля E перпендикулярен его широкой стороне, тогда как вектор напряженности магнитного поля H параллелен его широкой стороне.

Автор на первых порах за неимением таковых собственоручно изготовлял многощелевой возбудитель типа МГД, Приемную плоскую пирамидальную Рупорную Антенну и возбудитель типа ЭГД в виде открытого торца гибкого прямоугольного волновода (OWG) для диапазона СВЧ 12-15 ГГц, используя имевшиеся в его распоряжении стандартные отрезки волноводов типа WR-62 и типа WR-75 (для волны H₁₀) и коаксиальные адаптеры к волноводам этого типа [5, 14]. На Фото 4, 5, 6, 7, 8, 9 приведены фотографии во время их теста, а также используемой аппаратуры.

Подробные сведения о типах, свойствах и возможных технических характеристиках возбудителей можно найти в капитальных справочниках, монографиях и учебниках, например [3, 4, 5]. В указанных источниках можно найти всевозможные возбудители (антенны) радиоволн в широком диапазоне частот, которые относятся к типу ЭГД и типу МГД.

Раздел «ОСОБЕННОСТИ КОГЕРЕНТНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ РАДИОЧАСТОТНЫХ ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПОТОКОВ, ИДУЩИХ РАЗДЕЛЬНО В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ К ЗАДАННОЙ ЦЕЛИ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ»

Описанное устройство - электромагнитный микроволновый двулучевой интерферометр [9] использует свойство взаимодействия резонансной когерентной интерференции двух идущих в одном направлении к заданной точке свободного пространства узконаправленных линейно-поляризованных СВЧ потоков от возбудителя (Рупора с волной Ню или Открытого фланца волновода (OWG) с H ₁₀ волной) типа ЭГД и возбудителя (одиночной щели или многощелевой (Slots) с волной H₁₀) типа МГД, направление поляризации которых взаимно ортогональны.

Изображение Фиг.6 является отражением факта совмещения уровней радиации на большом расстоянии от МГД и ЭГД, размещенных на небольшом расстоянии друг от друга при параллельности их осей. В точке М1 изображено положение векторов E (E_ROCS), H (H_ROCS) от источника МГД и положение векторов E (E_LOCS), H (H_LOCS) от источника ЭГД, лежащих в одной и той же плоскости (ортогональной радиусу-вектору ) на одном и том же расстоянии в конкретный момент времени. В точке М2 представлены те же векторы. Z_ROCS и Z_LOCS - оси Z правоориентированной и левоориентированной систем координат (X, Y, Z), соответственно.

На Фиг.7 продемонстрировано, что на одном и том же расстоянии два источника радиации типа ЭГД в заданный момент времени t при указанной разнице фаз 0 и тт создадут суммарный вектор Умова-Пойнтинга S _, равный сумме слагаемых векторов Умова-Пойнтинга каждого из возбудителей.

На Фиг.8 продемонстрировано аналогичное положение вещей, когда источниками возбуждения при тех же условиях будут оба источника радиации МГД типа.

Для когерентной резонансной интерференции двух разного типа излучателей (МГД и ЭГД) линейно-поляризованных ортогональных потоков в фиксированный момент времени на заданном расстоянии в поляризационной плоскости, как это показано на Фиг.6 в точке М1 и М2, суммарный вектор Умова-Пойнтинга S равен нулю, при этом суммарные значения векторов E и H при значении фазового сдвига =0 не равны нулю. То же самое можно увидеть и на Фиг.9, но для двух фиксированных значений фазового сдвига: 0 и тт, а именно, что суммарные значения векторов E и H не равны нулю, а равны сумме их составляющих векторов, но так как эти суммарные векторы лежат на одной и той же линии, то суммарный вектор Умова-Пойнтинга S равен нулю.

Таким образом, запасенная энергия в электрическом и магнитном поле этой пары фотонов не исчезла, так же как сумма их кинетической энергии и их суммарное количества движения, хотя прекратил существовать в силу равенства нулю суммарного вектора S (S =0) переносимый им электромагнитный поток - произошел резонансный захват этой разного типа пары фотонов, продуктом которого явилась корпускула, названная (условно) Парой Герца . Это означает, что произошла аннигиляция данной пары фонов.

Все это наводит на мысль о существовании в природе или двух разного типа фотонов радиоволн, каждый из которых соответствует одному возбудителю из упомянутой пары возбудителей радиоволновой радиации: ЭГД и МГД, или о существовании двух модификаций радиофотонов в зависимости от типа породивших их возбудителей радиоизлучения (ЭГД или МГД).

В Физике Элементарных Частиц [6, 2] принято внутри одной из таких пар антиподов (модификаций одного и того же типа элементарной частиц) присоединять к одной из них приставку анти , например, нейтрино и антинейтрино (корпускула, названная Парой Герца , очень похожа на одну из них). По аналогии можно модификацию фотона, излученного МГД, назвать антифотоном , сохранив модификации фотона, излученного ЭГД, название фотон или наоборот.

Такая Пара Герца (как нейтрино при образовании от взаимодействия пары гамма-квантов) является обладательницей суммарной энергии и суммарным количеством движения поглощенной ею пары фотон - антифотон и (как изображено на Фиг.6) продолжает двигаться со скоростью V_DG в том же направлении, в котором двигались фотоны этой пары со скоростью света в свободном пространстве перед их резонансным захватом (аннигиляцией).

Образованная корпускула (названная Парой Герца ) по природе своей является элементарной («материальной», или гравитационной) частицей, вызывающей при своем движении возмущение Гравитационного поля свободного пространства.

Раздел «РЕЗУЛЬТАТ КОГЕРЕНТНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ДВУХ ИДУЩИХ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ РАДИОВОЛНОВЫХ ПОТОКОВ РАДИОВОЛН ОТ РАВНОУДАЛЕННЫХ ОДИНАКОВОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ МГД И ЭГД ВОЗБУДИТЕЛЕЙ»

Результат когерентной резонансной интерференции двух линейно-поляризованных ортогональных, в свободном пространстве идущих раздельно в одном и том же направлении к заданной области с одним и тем же значением фазы и ЭИИМ (EIRP) потоков в данный момент времени от разного типа возбудителей электромагнитной радиации (ЭГД и МГД), может быть схематично изображен, как это представлено на Фиг.10 при фазовом сдвиге =0. Схематично отображен факт того, что суммарные векторы и H не равны 0, они лежат на одной прямой, что приводит к равенству 0 суммарного вектора Пойнтинга S . Это означает, что электромагнитный поток как бы образует «стоячую волну» в данном месте и в данный момент времени - наблюдатель как бы находится в ее «пучности». Этот феномен можно растолковать как «резонансный захват одного фотона ПОКС ( антифотона ) другим фотоном ЛОКС ( фотоном ), при котором осуществляется превращение суммарного электромагнитного потока при условии нулевого значения S в поток другого типа энергии с сохранением запаса суммарной энергии и с сохранением суммарного количества движения. Этот феномен можно обозначить термином аннигиляция пары антифотон-фотон электромагнитного потока и образование неэлектромагнитного потока корпускул- Пар Герца , если перейти на уровень корпускулярного рассмотрения составной части электромагнитного излучения. На Фиг.10 схематично представлены фотон ЭГД ( фотон ) с левоориентированной тройкой ортогональных векторов (Е, Н, S) и фотон МГД ( антифотон ) с правоориентированной тройкой ортогональных векторов (Е, Н, S) в виде сфер радиуса (1.3-1) со значением энергии каждого, равного

, где h=6.63 10^-34 [Дж/сек],

при этом

и значение вектора Количества движения:

Фиг.10 иллюстрирует аннигиляцию Пары фотон-антифотон и образование корпускулы «нового типа материальной частицы», условно названной Пара Герца , двигающейся в направлении вектора Умова-Пойнтинга S исходных фотонов. Корпускулу - Пара Герца будем обозначать символом .

Длина (орбит) окружностей, заключающих в себя круговые ортогональные плоскости E и H фотона, равна его длине волны в [м]. Тогда можно записать:

A - поперечное сечение фотона в [м²],

A = r ² (1.3-5),

r - радиус фотона в [м], ,

f - частота в [Гц], ,

- время взаимодействия фотонов [сек], определяемое как бы при взаимодействии двух идущих на встречу фотонов, равно его диаметру, поделенному на двойную скорость движения фотона:

P - мощность электромагнитной энергии [ватт], заключенную в фотоне, определим как

P = /

Поэтому можно предположить, что минимальный уровень абсолютного значения вектора Умова-Пойнтинга S является абсолютное значение вектора Умова-Пойнтинга фотона S

Вектор Умова-Пойнтинга фотона S имеет направление, совпадающее с направлением вектора скорости его движения, равной скорости света с. При этом имеет место соотношение .

Если известно значение вектора Умова-Пойнтинга S потока Электромагнитной энергии в заданной точке и в заданный момент времени t, то это означает, что имеет место прохождение N фотонов в данный момент времени t в данной точке через единичную поверхность .

Учитывая факт, что при малом числе фотонов N (когда уровень излучения мал) имеет место распределение вероятностей Пуассона. В данный момент времени t при относительной погрешности, равной 0,01 с вероятностью не хуже 0,99, необходимо, чтобы минимальное число фотонов N было не менее M_min=30000. Поэтому минимальными уровнями энергии _min, мощности P_min и значение вектора Умова-Пойнтинга S_min практически можно определить с названной погрешностью с помощью соотношений:

Зная , можно отыскать амплитудные значения минимальных уровней компонент E_min, H_min линейно-поляризованного электромагнитного потока с 30000 фотонами, так как

Теперь можем записать выражения для абсолютных значений компонент векторов E и H одиночного фотона, значения которых можно было бы вычислить из значений выражений (3-23) и (3-24), поделив эти значения на величину , или записать в виде формул:

Нужно принять во внимание, что [1 Гн]=1 [Ом/сек] и 1Ф=1 [сек/Ом], чтобы получить размерность [В/м] для E и [А/м] для H . Итак:

Обратимся к эскизам моделей фотона типа ЛОКС ( фотона ) и фотона типа ПОКС ( антифотона ) Фиг.10. Полагаем, что наблюдатель находится в центре сферы фотона и двигается вместе с ним в том же направлении скорости его движения с.

В фиксированный момент времени, ставя себя в месте нахождения наблюдателя и в соответствии с эскизом фотона фиг.10, можем заметить следующее общее для фотона и антифотона :

1) Для фотона циркуляция вектора E по своей окружности (орбите) длиной A со скоростью (2 ) в направлении часовой стрелки и в своей плоскости E обуславливает направление и величину вектора H магнитной составляющей электромагнитной энергии фотона.

2) Для антифотона циркуляция вектора H по своей окружности (орбите) длиной против движения часовой стрелки и в своей плоскости H обуславливает направление и величину вектора E электрической составляющей электромагнитной энергии фотона.

3) Через диаметрально-противоположные точки соприкосновения ортогональных орбит векторов H и E проходит центральная ось фотона, совпадающая с линей движения фотона со скоростью с.

4) Векторное произведение векторов E и H в указанных двух точках соприкосновения E-орбиты и H-орбиты определяет направление движения фотона и его тип, т.е. тип системы взаимной ориентации тройки векторов (E, H, S)

Внизу слева Фиг.10 графическое представление в виде сферы резонансного захвата пары фотон и антифотон (отражающее попросту наложение изображений фотона и антифотона , находящихся в верхнем ряду фиг.10), а также показаны векторы геометрического суммирования векторов E и H . Поскольку они лежат на одной оси, то это графическое представление векторов E и H означает, что суммарный вектор Умова-Пойнтинга S равен нулю, то есть произошла аннигиляция пары «фотон-антифотон» - такое состояние неустойчиво и длится не более т_ф . Слева в нижнем ряду изображена сфера с радиусом, в два раза меньшим, - это символическое изображение корпускулы ( Пары Герца ). Квант энергии корпускулы О равен сумме энергий фотона и антифотона , то есть:

Такая частица (корпускула) обладает практически нулевой массой - массой покоя m₀ (массой, связанной с системой отсчета движения этой частицы со скоростью света), если вся суммарная энергия превратилась в кинетическую энергию этой «Пары Герца», то она продолжает движение со скоростью света по биссектрисе в направлении движения образовавших ее фотонов перед моментом их аннигиляции.

В соответствии с представлением де Бройля [2, 6] движущаяся с известной конечной скоростью корпускула, обладающая количеством движения p _, - также обладает волновыми свойствами: ее длина =h/p (1.3-30) с учетом (1.3-4) ро=2h/A (1.3-31), поэтому, как и ожидалось, исходя из полученного соотношения (1.3-29) длина волны де Бройля Пары Герца равна

На основании изложенного продуктом когерентной резонансной интерференции двух моногармонических ортогональных линейно-поляризованных электромагнитных потоков, идущих раздельно и пересекающихся в направлении к цели в открытом пространстве от возбудителей ЭГД и МГД (учитывая, что число участвующих фотонов и антифотонов» намного больше 30000 ), является направленный поток (корпускулярных Пар Герца ) волн де Бройля, идущий в том же направлении в открытом пространстве со скоростью света или чуть меньше.

Скорость движения V_DB (см. Фиг.6) «Пар Герца» будет меньше скорости света в свободном пространстве, если не вся суммарная энергия пары фотон-антифотон превращается в кинетическую энергию Пары Герца , а ее остаток идет на внутреннее преобразование этой корпускулы. Поэтому этот поток волн де Бройля будет двигаться в свободном пространстве со скоростью:

Можно показать, что в этом случае .

После образования Пар Герца они продолжают в свободном пространстве прямолинейно двигаться и их энергия в отличие от радиоволнового потока далее не будет ослабляться (зависеть) обратно пропорционально квадрату пройденного пути. В силу «материального» характера «Пар Герца» можно ожидать в силу закона «притяжения» между этими корпускулами, что такой их поток со временем будет самофокусироваться.

Направленный поток волн де Бройля может быть использован в качестве носителя информации при >1 м беспроводной передачи информации. И как упомянуто в [9], при значениях <2 см может быть использован для физического воздействия на предмет, находящийся на пути такого направленного потока волн Де Бройля.

В разделе «Основные характеристики, свойственные Магнитным и Электрическим Диполям Герца», можно найти основные количественные характеристики, взаимную связь и взаимную ориентацию тройки векторов (E, H, S) для возбудителя линейно-поляризованного радиоволнового излучения типа МГД и ЭГД. На основании приведенных там соотношений и иллюстраций сделан акцент на очень важном обстоятельстве, что в «Дальней зоне», когда расстояние от возбудителя до выбранной точки свободного пространства намного больше величины /2 тт, тройка векторов (E, H, S) излучаемого потока радиоволн возбудителем типа МГД является тройкой Правоориентированной Системы Ортогональных Векторов (ПОСОВ), тогда как тройка векторов (E, H, S) излучаемого потока радиоволн возбудителем типа ЭГД является тройкой Левоориентированной Системы Ортогональных Векторов (ЛОСОВ). А также показано, что для «Дальней зоны» при параллельном размещении продольных осей этой пары возбудителей (МГД и ЭГД) в свободном пространстве излученные ими потоки радиоволн являются линейно-поляризованными и взаимно ортогональными (см. Фиг.1).

Когерентная резонансная интерференция линейно-поляризованных электромагнитных потоков, идущих раздельно к намеченной цели в свободном пространстве от двух и более источников при использовании однотипных возбудителей линейно поляризованных потоков радиоволн, в основном используется для формирования остронаправленного пучка (с высоким значением Коэффициента Усиления Системы Антенн-Возбудителей) или для увеличения общего значения Вектора Умова-Пойнтинга в заданной области. Также для этой цели в СВЧ диапазоне используют радиооптические линзы и системы рефлекторов (радиозеркал).

Нужно принять во внимание, что одно или многократное отражение потока радиоволн не меняет взаимной ориентации векторов (Е, Н, S) данного типа источника радиации.

Применяют одномерные, двумерные системы одного и того же типа возбудителей электромагнитного линейно-поляризованного потока размещением параллельно их векторов поляризации в направлении к заданной цели в свободном пространстве. С типичным примером применения когерентной резонансной интерференции линейно-поляризованных электромагнитных потоков и сведения о возможных технических характеристиках таких многомерных ансамблей возбудителей с линейной поляризацией в СВЧ диапазоне можно ознакомиться в работах [3, 4, 5, 11, 12].

При синфазном питании элементов возбудителей линейно-поляризованного когерентного потока радиоволн частоты f каждый из них вносит свой вклад в увеличение уровня мощности в зоне их концентрации. Поэтому при числе элементов М возможно добиться увеличения «коэффициента усиления (направленности)» по мощности такого ансамбля однотипных возбудителей в М раз, при этом общая мощность в данной зоне увеличится в М раз только в том случае, если каждый из этих элементов питается от своего персонального генератора при равной мощности электрического сигнала и с той же фазой. Например, в [12] демонстрируют плоскую 256 элементную матрицу возбудителей типа ЭГД линейно-поляризованного потока радиоволн частоты чуть больше 800 ГГц.

Поскольку существует множество систем возбудителей электромагнитной радиации, создающих на заданном расстоянии в заданной точке (области) требуемую величину Вектора Умова-Пойнтинга S и в заданный момент времени, то для унификации (для независимости методов контроля от величины мощности Р[ватт], подводимого к такой Системе СВЧ возбудителей, а также для независимости от величины их Коэффициента Усиления К_а) принято оценивать каждый такой источник величиной ЭИИМ (EIRP) [dBW] принятого сигнала в заданной точке, удаленной от возбудителя на расстоянии .

Например, если для транспондера (единичного потребителя информации) данной радиостанции в пределах заданной полосы пропускания BW подводимая мощность Р_а=100 ватт и Коэффициент Усиления (Направленности) К_а=10000 (40 dB), то ЭИИМ=60 dBW. Для радиостанции с тем же значением полосы пропускания BW для того же значения ЭИИМ при мощности Р_а =10 ватт потребуется обладание величиной Коэффициента Усиления Антенны Ка=100000 (Ga=50 dB).

На очень больших расстояниях, какова бы ни была конструкция излучающей антенны, каждый источник радиации рассматривается как изотропный точечный источник радиации, который в пределах единицы телесного угла в данной точке на заданном расстоянии создает поддающееся измерению значение вектора Умова-Пойнтинга S, например, путем замера абсолютной величины E, или H, или мощности P. Таким образом, зная величину S и расстояние до этого источника, становится возможным рассчитать мощность P, излучаемую им. Изотропность источника радиации означает, что в любой точке сферы с радиусом Вектор Умова-Пойнтинга S имеет одно и тоже значение. Поэтому

Поскольку антенна данного источника может обладать Коэффициентом Усиления Антенны К_а, то на данном расстоянии от источника, зная его мощность Р, может быть определено значение ЭИИМ по формуле (1-1) в данной точке свободного пространства. Зная ЭИИМ можно вычислить значение регистрируемой в данном месте мощности и величину S.

Вне зависимости от того, является ли многоэлементным или одиночным исходный источник (возбудитель) линейно-поляризованного электромагнитного потока данного типа, далее будет считаться, что имеет место точечный источник радиации с одиночным возбудителем этого типа, который обладает всеми основными характеристиками исходного источника радиации.

В силу инвариантности Уравнений Максвелла от типа возбудителя (для МГД и ЭГД) потока электромагнитных волн и при существующей практике в основном достаточно знать величину вектора Напряженности Электрического поля E в данной точке, не обращая внимание на взаимное расположение вектора Напряженности Магнитного поля H относительно вектора E.

Взаимное расположение векторов E, H относительно S становится решающим фактором при рассмотрении результатов когерентной резонансной интерференции двух идущих раздельно в одном направлении от разного типа возбудителей (МГД и ЭГД) линейно-поляризованного электромагнитного потока СВЧ [9] в свободном пространстве.

Раздел «ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРАВЛЕННОГО ПОТОКА РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ В НАПРАВЛЕННЫЙ ПОТОК ВОЛН ДЕ БРОЙЛЯ»

Для осуществления преобразования линейно-поляризованного потока радиоволн в поток Волн де Бройля в свободном пространстве требуется:

а) обязательно использовать по крайней мере одну пару ЭДГ и МГД возбудителей линейно-поляризованной радиоволновой радиации;

б) создаваемые этой Парой направленные потоки радиоволн должны идти раздельно в одном и том же направлении к Цели на заданное расстояние от их «выходных» торцов;

г) каждый из возбудителей пары МГД и ЭГД должен питаться от своего персонального Усилителя Мощности;

д) направление поляризации потоков у такой пары МГД и ЭГД возбудителей радиоволновой радиации должно быть взаимно ортогонально;

ж) в заданной зоне пересечения направленных потоков (вблизи места предполагаемого положения цели ) от этой пары возбудителей радиоволн МГД и ЭГД создаваемое ими значение ЭИИМ (EIRP) должно быть равным ошибк, не превышающей 0,5 dB;

з) создаваемая ими радиация должна быть моногармонической с высоким уровнем стабильности частоты (стабильность желательно должна быть для СВЧ диапазона не хуже 10^-10 (предполагается использование в качестве опорного осциллятора со стандартным выходом 5 МГц или 10 МГц Атомного (Цезиевого) Стандарта Частоты совместно с цифровым синтезатором частоты несущей), для частот ниже 800 МГц предполагается стабильность частоты не хуже 10^-9;

и) в заданной зоне пересечения на расстоянии направленные потоки (вблизи места предполагаемого положения цели ) от этой пары МГД и ЭГД возбудителей радиоволн должны быть когерентными (со строгой привязкой фазы во времени) и равной частоты, при этом между ними сдвиг фаз не должен превышать 3-5 градусов;

к) усилители мощности этой пары возбудителей должны питаться от одного и того же источника моногармонического высокостабильного генератора радиосигнала частоты несущей.

Раздел «ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ВЫБРАННОЙ МОДЕЛИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАДИОВОЛН В ПОТОК ВОЛН ДЕ БРОЙЛЯ»

а) В силу неизвестности всех деталей воздействия потока волн Де Бройля на материальные предметы и биологические объекты экспериментальные исследования необходимо проводить при малых уровнях излучения возбудителями типа МГД и ЭГД.

Чтобы быть уверенным, что излучаемая радиоволновая радиация возбудителем типа МГД или ЭГД с погрешностью не более 0.01 (1%) при достоверности 0.99 могла быть принята действительно за линейно-поляризованный поток радиоволн, как это показано в разделе «Результат когерентной резонансной интерференции двух идущих в одном направлении линейно-поляризованных ортогональных радиоволновых потоков радиоволн от равноудаленных одинаковой интенсивности МДГ и ЭДГ Возбудителей», необходимо, чтобы в данный момент времени на данном расстоянии > /2 тт от торца излучающего возбудителя до торца регистрирующего устройства (приемной антенны) линейно-поляризованного потока радиоволн поступило не менее 30000 фотонов. В лабораторных условиях для проведения таких экспериментов удобнее использовать возбудители в диапазоне СВЧ, например, на частотах 3.8 ГГц - 15 ГГц, хотя бы в силу существования промышленных образцов необходимых фидерных деталей и узлов [5, 14] и прекрасной контрольной аппаратуры, например, изображенной на Фото 1 и Фото 9.

При погрешности, не превышающей 0.001 (0.1%), и достоверности 0.99 необходимое число фотонов должно быть не менее 30000000.

Тогда для =7.895 см (f=3.8 ГГц) Р_мин=0.018 микроватт (-74.45 dBm), а для =2 см (f=15 ГГц) Р_мин=28 микроватт (-65.53 dBm).

«Hp 9341 В Synthesized Sweeper» в состоянии выдать на нагрузку 50 Ом моногармоничный сигнал, начиная с - 60 dBm до + 30 dBm и при работе в паре с помощью «Scalar Network Analyzer» возможно уверено проводить анализ сигнала на его входе в широком частотном диапазоне без внешнего аттенюатора, начиная с - 80 dBm до + 20 dBm, а «Hp System 70 000 Spectrum Analyzer» позволяет регистрировать CW сигнал СВЧ при нагрузке 50 Ом с разрешением 10 Гц на выбранном участке в 100 Гц, начиная с - 100 dBm до + 30 dBm без внешнего аттенюатора. На Фото 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 показаны изображения стандартных и собственноручно сделанных узлов (пирамидальной плоской рупорной антенны, возбудителя типа МГД с 30 щелями на узкой стороне отрезка стандартного прямоугольного волновода, возбудителя типа ЭГД в виде открытого торца стандартного гибкого прямоугольного волновода) для диапазона 14 - 15 ГГц в процессе их испытания с помощью упомянутых измерительных систем в лабораторных условиях. На Фото 10, 11, 12 представлены фрагменты Модели № 2 интерферометра, конструктивные особенности которой изложены в [9].

Раздел «ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ЭТАПЫ И САМ ПРОЦЕСС ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ»

1. Первым делом для нестандартных деталей, которые предполагается использовать в очередной модели Интерферометра, необходимо определить амплитудно-частотные и фаза-частотные характеристики в выбранной полосе пропускания частот для желаемого частотного диапазона. С целью уменьшения габаритов при исследовании в лабораторных условиях (ограниченной рабочей площади) был выбран СВЧ диапазон 14 ГГц - 15 ГГц поначалу из-за отсутствия свободных деталей для другого диапазона СВЧ. Стандартные и нестандартные детали представлены на Фото 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Была использована СВЧ стандартная цифровая прецизионная аппаратура, изображенная на Фото 1, 9, 13, 14, 15. Это Scalar Network Analyzer, Hp 9341 В Synthesized Sweeper, Hp System 70 000 Spectrum Analyzer. Позже по мере появления достаточного количества стандартных деталей стало возможным собственноручно собрать Модель № 1 Интерферометра [9] и затем Модель № 2 Интерферометра [9].

Для измерений в диапазоне частот 4 ГГц - 8 ГГц была использована Стандартная широкополосная СВЧ пирамидальная Антенна (Norda, Microline, Mod.645, S/N 08), ее изображение представлено на Фото 20, 10, 11, 12.

На Фото 1 представлен момент, когда с помощью Scalar Network Analyzer, используемого в паре с Hp 9341 В Synthesized Sweeper, осуществлялась проверка затухания и полосы пропускания стандартного отрезка прямоугольного волновода типа WR - 75 [5, 14], изображенного на Фото 3 с соответствующими ему коаксиальными адаптерами. На Фото 6 представлен момент, когда с помощью тех же инструментов осуществлялась проверка:

а) затухания и полоса пропускания того же отрезка стандартного прямоугольного волновода, но с прорезанными тридцатью узкими щелями (см. Фото 4) на его узкой стенке для использования его в качестве многощелевого передающей или приемной Антенны типа МГД,

б) эффективности его излучения, когда один из его торцов через коаксиальный адаптер был нагружен стандартным 50 Ом терминалом. При этом, как можно видеть на Фото 5, излучаемый им вверх (на высоту порядка 2 м) узконаправленный линейно-поляризованный поток радиоволн регистрировался собственноручно сделанной пирамидальной Рупорной СВЧ Антенной, вид которой представлен на Фото 2, 6, 7, 8, 9.

Осуществлялся также каждый раз взаимный прием и передача между многощелевой (тип МГД) и Рупорной или OWG Антеннами (типа ЭГД), что изображено на Фото 2, 7, 8, 9, с целью определения полосы пропускания, взаимной эффективности приема-передачи между ними, а также их коэффициенты и диаграммы направленности в диапазоне 14 ГГц - 15 ГГц.

2. В качестве примера предварительной подготовки и настройки собранного двухканального интерферометра была выбрана Модель № 2, представленная на Фото 10, 11, 12, назначение и параметры отдельных частей которой приведены в [9]. Она подставляет собой двухканальный возбудитель направленного линейно-поляризованного потока радиоволн в диапазоне 4 ГГц - 6 ГГц, выполненный с использованием стандартных отрезков волноводов WR - 159, включая гибкие и меняющие направление поляризации на 90 градусов отрезки и относящиеся к этому типу волноводов повышенной мощности двухпозиционный электромеханический волноводный переключатель и двухканальный разветвитель с встроенным устройством, предотвращающим прохождение электромагнитного потока в обратном направлении (см. Фото 10).

3. В качестве Приемной Антенны и «Мишени» используется ранее упомянутая Стандартная Пирамидальная Рупорная Антенна, изображенная на Фото 20 (в момент, когда Модель № 2 была установлена вертикально в лаборатории), и в случае установки Модели № 2 горизонтально на Фото 10, 11, 12.

4. Оба канала Модели № 2 Интерферометра заканчиваются гибким стандартным прямоугольным волноводом с установленными на них стандартными переходными муфтами (см. Фото 12) со стандартными круглой формы с шестью отверстиями фланцами. Таким образом, являются OWG возбудителями (типа ЭГД) СВЧ линейно-поляризованного потока радиации. В случае если выходной фланец стандартного гибкого волновода одного из каналов перекрыть стандартной «заглушкой» с вырезанной в ее центре щелью (вид ее можно видеть на Фото 11), закрепив ее таким образом, чтобы продольная ее ось была параллельна широкой стенке волновода, то OWG возбудитель (типа ЭГД) этого канала превращается в щелевой возбудитель (типа МГД) линейно-поляризованного направленного потока радиоволн. При этом векторы поляризации обоих каналов в обоих случаях параллельны и перпендикулярны широкой стенке отрезков оконечных гибких волноводов.

5. Электромеханические двухпозиционные переключатели каждого из каналов (Фото 10) позволяют:

а) перекрыть поступление электромагнитного потока, излучаемого одним из каналов, или прекратить электромагнитное излучение обоих каналов,

б) или позволяют включить прецизионный аттенюатор или фазовращатель в каждом из каналов, чтобы обеспечить возможность на выходе этого переключателя в волноводе данного канала изменять фазу и уровень электромагнитного потока в нем.

6. В Модели № 2 двухканального Интерферометра можно изменить взаимную ориентацию векторов поляризации линейно-поляризованного радиоизлучения одного из каналов относительно другого одним из двух способов:

а) либо поменять в одном из каналов (см. Фото 10) стандартный отрезок прямоугольного волновода, изменяющего поляризацию на 90 градусов, на имеющийся в запасе отрезок прямоугольного волновода этого типа по электромагнитным характеристикам, ему подобный,

б) либо повернуть выходные торцы муфт оконечных стандартных гибких волноводов обоих каналов вне на 45 градусов, как это можно видеть на Фото 11 или Фото 12.

Это обеспечивает возможность превратить Модель № 2 в двухканальный интерферометр, излучающий раздельно в одном направлении к заданной «мишени» два взаимно ортогональных когерентных резонансных линейно-поляризованных потока радиоволн.

7. Необходимо в предполагаемом диапазоне частот несущей с помощью Scalar Network Analyzer в паре с Hp 9341 В Synthesized Sweeper экспериментально определить ориентировочно значение частоты f0, при которой в выбранной точке предполагаемой области (размещения «мишени») происходит когерентная резонансная интерференция двух направленных ортогональных линейно-поляризованных потоков радиоволн от двух разного типа (МГД и ЭГД) излучателей СВЧ путем обнаружения значительного ослабления (режекции) моногармонического сигнала частоты несущей, регистрируемого СВЧ Рупорной Антенной, установленной вместо «мишени». В качестве иллюстрации такого процесса приведены изображения на Фото 13, 14, 15, полученные в результате теста Модели № 2.

8. В зоне предполагаемой когерентной резонансной интерференции была установлена Стандартная Измерительная Пирамидальная СВЧ Антенна (Norda, Microline, Mod.645, S/N 08) либо в горизонтальном положении при горизонтальном положении Модели № 2, расположенной на массивной дюралевой плите толщиной порядка 16 мм, как это показано на Фото 10, 11, либо вертикально над Моделью № 2 на расстоянии не менее 2 м (см. Фото 20) в Лаборатории, когда Модель № 2 была установлена вертикально. Оба канала данной модели абсолютно идентичны. Они выполнены, как упоминалось выше, из стандартных деталей для прямоугольных волноводов с волной типа H₁₀. Для проверки идентичности характеристик обоих каналов в предполагаемом диапазоне частот обеспечивалось условие, при котором оба канала были бы возбудителями одного и того же типа, в данном случае ЭГД (OWG), при параллельности векторов поляризации излучаемых ими линейно поляризованных потоков радиоволн в направлении мишени в виде приемной Рупорной СВЧ Антенны, как это можно видеть на Фото 10, 11, 12.

Убедившись в их идентичности путем получения максимума регистрируемого сигнала упомянутой приемной рупорной СВЧ антенной с помощью изображения на экране Scalar Network Analyzer на частоте f₀ при одновременном излучении обоих каналов:

а) была установлена упомянутая выше стандартная заглушка с предварительно вырезанной в ее средине прямоугольной щелью, например, на фланце правого канала гибкого прямоугольного волновода волны H₁₀, повернув оба выходных торца муфт гибких отрезков прямоугольных волноводов вне на 45 градусов, как это проиллюстрировано на Фото 11 и Фото 12. Это обеспечивает ортогональность линейно-поляризованных идущих раздельно в одном направлении к цели узконаправленных потоков радиоволн от ЭГД и МГД возбудителей и одновременно обеспечивает возможность Приемной Рупорной Антенне (см. Фото 12), вектор поляризации которой направлен вертикально, установленной в место цели , иметь одинаковую чувствительность к излучению обоих каналов.

9. С помощью измерительной системы типа Scalar Network Analyzer определялось ориентировочно значение частоты f₀ , при котором в желаемом частотном диапазоне удалось получить значительное ослабление сигнала частоты несущей (см. Фото 15).

10. Проверяется и, если требуется, с помощью аттенюаторов, установленных в каждом канале, регулируется величина регистрируемого Приемной Рупорной Антенной сигнала от каждого излучающего канала по отдельности (прекращая излучение другого канала) в близости предварительно определенной частоты f₀, при которой был получен минимум регистрируемого Измерительным Рупором сигнала несущей при одновременном излучении обоих каналов.

На Фото 14 показано изображение амплитудно-частотной характеристики при излучении только «щелевым типа МДГ возбудителем. На Фото 13 приведено аналогичное изображение при излучении только лишь OWG типа ЭДГ возбудителем. Желательно, чтобы на частоте f₀ регистрируемые уровни сигнала в обоих случаях не отличались более чем на 0.5 dB. Тогда на частоте f₀ при одновременном излучении обоих возбудителей при разнице фазового сдвига, не превышающего 5 градусов, действительно удастся получить увеличение крутизны фронтов кривой режекции уровня регистрируемого сигнала и снижение значения его минимума на частоте f₀ в заданной частотной области. На Фото 15 иллюстрируется характерный острый спад интенсивности сигнала на частоте f₀ при достижении когерентной резонансной интерференции двух направленных взаимно ортогональных линейно-поляризованных потоков от разного типа (МГД и ЭГД) возбудителей радиорадиации.

11. Проверяется, улучшается ли уровень режекции несущей при частоте f₀ по виду изображения амплитудно-частотной характеристики, как это показано на Фото 15, при изменении фазы в одном из каналов и, если требуется, необходимо с помощью регулируемого прецизионного фазовращателя , установленного в данном канале, добиваемся, чтобы сдвиг фазы в каждом из каналов при излучении каждого по отдельности канала относительно сигнала задающего монохроматического генератора частоты несущей был минимален (не более 5 градусов), например, с помощью измерительной системы типа Vector Network Analyzer .

12. Нужно убедиться, что кривая спада уровня сигнала, зарегистрированного Измерительным Рупором, установленного вместо мишени при излучении обоих каналов, приобрела на найденной частоте f₀ резко выраженный минимум, как это показано на Фото 15. Спад уровня сигнала несущей в режиме CW по мощности не должен быть ниже 25 dB.

При испытании Модели № 1 Интерферометра [9] на большой подведенной к ней мощности (435 ватт), как это можно обнаружить по полученным распечаткам (Фиг.11, Фиг.12), с помощью плоттера (изображен на нижней полке левой тележки Фото. 16) при регистрации сигнала стандартной рупорной антенной (см. Фото 22) с помощью Hp System 70 000 Spectrum Analyzer (изображен сверху левой тележке Фото 16) при одновременном облучении мишени линейно-поляризованными ортогональными потоками радиоволн обеими его возбудителями (см. Фото 17, 18) при осуществлении когерентной резонансной интерференции удалось достичь режекции уровня мощности потока сигнала несущей частоты не менее 30 dB (ослабление мощности потока более чем в 1000 раз).

13. Нужно осуществить, если потребуется, тонкую настройку по п.10, 11, 12 путем регистрации сигнала Измерительного Рупора с помощью в Цифрового Анализатора Радиочастотного Спектра с высокой разрешающей способностью (10 Гц в диапазоне СВЧ, например такого, как Hp System 70 000 Spectrum Analyzer), при использовании Прецизионного Цифрового Генератора высокой стабильности моногармонического сигнала в СВЧ диапазоне, такого как Hp 9341 В Synthesized Sweeper.

Раздел «РЕЗУЛЬТАТ ТЕСТА МОДЕЛИ № 1 ИНТЕРФЕРОМЕТРА [9]»

При испытании Модели № 1 Интерферометра, подробно описанного в [9], было замечено;

а) Измерительный Рупор (см. Фото 22, 17 и 21), служивший «мишенью», подвергся механическому воздействию, а именно четыре 5 мм - 6 мм болта, крепившие этот Измерительный Рупор к горизонтальной панели с помощью Г-образного кронштейна в течение нескольких секунд (не более 6 секунд продолжительности момента времени воздействия продукта когерентной резонансной интерференции при одновременном облучении этой Измерительной Рупорной Антенной сразу обоими возбудителями Модели № 1) ослабли на 2 - 3 оборота, что не наблюдалось при воздействии направленного потока радиоволнового излучения на нее лишь от одного из возбудителей Модели № 1 Интерферометра.

Давление в единицу времени на препятствие Волн де Бройля (образованного направленного пучка Пар Герца ) в месте образования когерентной резонансной интерференции можно в соответствие с формулами раздела «Результат когерентной резонансной интерференции двух идущих в одном направлении линейно-поляризованных ортогональных радиоволновых потоков Радиоволн от равноудаленных одинаковой интенсивности МДГ и ЭДГ Возбудителей» рассчитать (приближенное максимально возможное теоретическое значение) с помощью следующей формулы:

где - давление [Н/кв. м], ЭИИМ (EIRP)-Антенн (полагая, что он одинаков) [dBW], R - дальность до места возникновения Волн де Бройля [м].

Например, при =0,01 м ЭИИМ (EIRP)=100 dBW (G_A=70 dB, P _rad=1000 ватт), R=30 км, в течение 1 сек воздействия Волн де Бройля (корпускулярного потока) на мишень будет оказано давление: =6285.4 Н/кв.м или на «мишень» с поперечным сечением 1 кв.м в направлении потока Волн Де Бройля будет в течение 1 секунды оказана сила F_db=628.5 кг.

Ослабление болтового крепления можно теперь объяснить тем, что площадь головок упомянутых болтов во много раз меньше площади внутренней поверхности Измерительного Рупора (Фото 22), служащего «мишенью», поэтому поток корпускул («Пар Герца»), воздействуя на внутреннюю поверхность массивного корпуса ее, в силу инерции болтов приводит их в движение в обратном направлении, как следствие, болты вывинчиваются.

А теперь представим себе, что в нашем распоряжении оказались две наземные цифровой связи спутниковые станции, одна из которых, например, изображена на Фото 23. Данная станция в режиме CW в состоянии излучить линейно-поляризованный поток радиоволн мощностью не менее 2000 ватт. Обычно из центра ее большого отражателя - «зеркала» с помощью рупорного возбудителя линейно-поляризованного потока (типа ЭГД) благодаря наличию управляемого устройства - поляризатора), вектор поляризации которого может быть установлен в любое положение (горизонтальное или вертикальное). Коэффициент усиления такой антенны в режиме передачи не ниже 70 dB. Такая 16-метровая антенна позволяет направить линейно-поляризованный поток радиоволн благодаря автоматическому приводу в любую точку свободного пространства с точностью не хуже 0.01 градуса. Предположим, что нам удается заменить у антенны во второй такой станции рупорный (типа ЭГД) возбудитель щелевым возбудителем (типа МГД) и установить положение вектора поляризации на 90 градусов относительно вектора поляризации антенны первой такой станции. При размещении их на определенном (например, в 20 метрах друг от друга) расстоянии становится возможным «нацелить» обе антенны в воздушное пространство на расстояние положения предполагаемой «мишени». СВЧ-усилители мощности обеих антенн размещены в специальных помещениях вблизи их, что видно справа на Фото 23. По двум фидерам к каждому Усилителю Мощности на их вход можно подать СВЧ электрические сигналы через промежуточные усилители СВЧ сигнала, находящиеся в специально оборудованном помещении, на вход которых могут быть подведены раздельно через управляемые прецизионные аттенюаторы и управляемые прецизионные фазовращатели через смеситель (имеющий два выхода и один вход) моногармонический СВЧ электрический сигнал несущей частоты с выхода цифрового прецизионного синтезатора СВЧ сигнала, например Hp 9341 В Synthesized Sweeper (на Фото 16 он размещен на первой полке правой тележки), при этом в качестве его стандартного опорного 10 МГц осциллятора может быть использован стандартный 10 МГц выход Атомного (Цезиевого) Стандарта Частоты (размещен на нижней полке тележки слева Фото 16). Осуществив все необходимые настройки, как это было изложено при подготовительных работах с Моделью № 2 Интерферометра, описанных выше, обе эти станции превращаются в когерентный резонансный интерферометр, способный осуществить преобразование направленного потока радиоволн в направленный поток волн Де Бройля, так как в состоянии осуществить когерентную резонансную интерференцию двух идущих в одном направлении к заданной цели синфазных взаимно ортогональных линейно-поляризованных потоков радиоволн к требуемому месту свободного пространства. В соответствии с расчетом силы воздействия в примере, приведенном выше, сила воздействия на 1 кв.м поперечного сечения «мишени» при ее нахождении в потоке волн Де Бройля на расстоянии 30 км в течение 1 секунды составит 12570.8 ньютон, или примерно 1.26 тонн (силы).

б) Как упоминается в Описании [9], автор ощутил сильное вертикальное давление на ноги и сильный шум в ушах (ощущение не из приятных) в момент возникновения когерентной резонансной интерференции (при одновременном облучении мишени обоими возбудителями) при испытании на большой мощности (435 ватт) в течение очень короткого времени Модели № 1 Интерферометра.

При проведении этого опыта место нахождения автора и измерительных приборов было защищено от СВЧ радиации тремя в два слоя двухсторонним покрытием стальными толщиной 0.3 мм дверьми, как это можно видеть из фотографий Фото 16, 18, 19, 21.

Что доказывает неэлектромагнитный характер радиации, каким-то путем проникшей в противоположном направлении от «мишени» (Фото 17, 21, 16) сквозь надежную защиту убежища даже от прямого СВЧ радиоизлучения.

Источники информации

1. Б.М. Яворский и А.А. Детлаф. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов , Издательство Наука , М. 1968.

2. Г. Семат. Введение в Атомную Физику , Издательство Иностранная Литература , М. 1948.

3. Г.З. Айзенберг. "Антенны ультракоротких волн". Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио. М. 1968.

4. Ю.В. Шубин. Антенны Сверхвысоких частот . Издательство Харьковского Государственного Университета. Харьков. 1960.

5. Reference data for Radio Engineers, Fife Edition, Howard W. Sams & Co. INC., ITT.

6. Irving Kaplan, Nuclear Physics , Second Edition, Addison - Wesley Publishing Company.

7. A. Lyasko, Theoretical Appendices to Application № 371810 of Parametric Antenna , US Patent № 4458248, 1984.

8. А.Б. Ляско. Передающая Линейная Магнитная Антенна (ЛМА) .Патент РФ № 2428774, 2012.

9. А.Б. Ляско. Электромагнитный микроволновый интерферометр, излучающий два линейно-поляризованных пучка в сторону цели Патент РФ по Заявке № 2011150442 от 13.12.2011.

10. М.Я. Выгодский. Справочник по Высшей Математике . Государственное Издательство Технико-Теоретической Литературы , Москва, 1956.

11. IEEE "Antennas and Propagation" V.39, #2, 02/1991, p.211.

12. IEEE "Antennas and Propagation" V.39, #1, 01.1991, p.1.

13. IEEE "Antennas and Propagation" V.39, #5, 05.1991, p.684 - 685.

14. Andrew Catalog 37, p.218-236.

15. John E. Hill, "Antenna Polarization", Antenna designer's Guide from "Antennas and Antennas System", Watkins - Johnson Company, 1988.