Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
11.03.2012 12:16 - Физици за първи път предадоха информация чрез спираловидни, завихрени радиовълни (видео)
Автор: zahariada Категория: Технологии   
Прочетен: 2353 Коментари: 0 Гласове:
6


Постингът е бил сред най-популярни в категория в Blog.bg Постингът е бил сред най-популярни в Blog.bg
Физици за първи път предадоха информация чрез спираловидни, завихрени радиовълни

Новият метод за предаване на данни, тестван в експеримент на открито, позволява десетократно увеличение на броя на независими канали в един и същ тесен честотен обхват.


image

«Segnale ricevuto» (сигнал - получен) - светва проектора на стената на венецианския дворец, след успешен експеримент за предаване на "вихрови радиовълни" с кодирана информация. Тази публична демонстрация, след първите тестове в лабораторията, която се проведе на 24 юни, 2011 г. и 1 март, 2012 г. е публикувана в научна статия с подробно обяснение на експеримента (снимка от lighthouseinthesky.blogspot.com).


Изследователи от Университета в Падуа (Universitа degli Studi di Padova) и лабораторията Ангстрьом Еngstrцmlaboratoriet) излъчиха два различни сигнала на два независимо работещи канали за комуникация от фара на остров Сан Джорджо към сателитна чиния, стояща на балкона на Palazzo Ducale във Венеция на континенталната част (разстоянието на предаванетж е 442 метра).

В експеримента, не би имало нищо необичайно, ако двата канала не работели едновременно на една носеща честота - 2,414 GHz. Освен това, са използвани два еднакви Wi-Fi, FM-трансмитера, всеки с мощност 2 вата. Различни били само предавателните антени, съобщава
MEMBRANA. Те позволили на италианските и шведски експериментатори различно да "закодират" две еднакви, в почти всяко отношение, радиовълни.

Работата е там, че при електромагнитната вълна, в допълнение към честотата, амплитудата, фазата, и (в някои случаи) поляризацията има още една, малко известна характеристика - орбитален ъглов момент
OAM).

Тя се определя (ако, разбира се, не е равна на нула) от специфичната форма на вълновия фронт, като се завихря по оста на разпространение, като усукани макарони
фузилли.

image

Завихреният фронт на вълната с ненулев орбитален ъглов момент, напомнящ на паста фузили (илюстрации wikipedia.org, foodyvino.wordpress.com),,.

В този обрат (радиовихъра) могат да се различават не само посоката (по посока на часовниковата стрелка, или обратно), но и степента на усукване (съотношението между стъпката на спиралата по височината и дължината на вълната).

С настройването на този параметър, състоянието на OAM пространството могат да бъдат създавани, на теория, безкраен брой канали, работещи на същата честота. Така че, в допълнение към класическата настройка на радиото на  честота, известна още от времето на Маркони и Попов, авторите предлагат да се въведе хипернастройка - по параметрите на OAM.

Именно нея са показали във Венеция. Един от каналите, излъчвал по най-обикновена, невихрова вълна (условно - с OAM, нула), а втората - на практика същата, но усукана (OAM - единица). Изследователите са разработили оригинална технология за детектиране на такава вълна, позволяваща да се определи нейният орбитален ъглов момент.

За да се прави разлика между каналите и да се знае какво точно всеки един от тях приема независимо, учените прехвърлят по тях два различни звукови тонове - 400 и 1000 Hz.

image

Карта на интензивността (отразена цветово) на ядрото на вихровите радиовълни, получени на 40 метра от източника. Скалата по вертикалите и хоризонталите в сантиметри (иллюстрация Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).

Новаторите пишат: "Към днешна дата не е имало нито един доклад за трансфер на вихрови радиовълни в реалния свят.

Резултатите от нашия опит на открито с радиовихрите, показват, че при използване на фиксирана носеща честота, вътрешно присъщата и ортогоналност на безброй състояния на OAM, може да осигури произволно голям набор от независими канали, без да се увеличава честотната лента, всяка от които се характеризира само с характерното си топологично свойство.

Тази нова техника може да бъде описана като топологичен колектор ".

image

За да се генерира радиовихър се използва излъчвател (вляво) с хеликоидна чаша (учените са я направили от чифт конвенционални 80-сантиметрови антенни чинии), а за изпращане на традиционен "плосък" сигнал - антената Уда-Яги (вдясно) (фотографии Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).

На практика, разбира се, безкраен брой канали, не е необходим. Но водещият автор, Фабрицио Тамбурини, твърди: "В рамките на разумни икономически граници, може да се използва състоянието на орбиталния ъглов момент от -5 до +5, включително незавихрени вълни. В този случай, ние можем да имаме 11 канала в един честотен диапазон. Ако все още използвате
мултиплексиране, като при цифровата телевизия, на всеки един от тях, можете да получите 55 канала в един честотен обхват. "

Публичният експеримент във Венеция, според организаторите е послужил като аналог за първи път в света, най-простите опити за получаване и предаване на радио сигнали. Между другото, когато двата сигнали (обикновеният и усуканата вълна) били успешно получени и в същото време, организаторите на експеримента, произвели топовен изстрел в чест на първото радио на Гулиелмо Маркони през 1895 година.

image


Схема на опита във Венеция. За правилното приемане на завихрените радиовълни са използвани две приемащи антени (иллюстрация Fabrizio Tamburini et al./ New Journal of Physics).

Според
информация на FhysOrg.com, работата на европейците може да бъде разпростряна, не само в областта на комуникацията, но също така, например, в астрономията.

По този начин, подобни усукани вълни генерират черна дупка в центъра на галактиката. Използвайки новите принципи на приемането, може да се определят параметрите на това завихряне и, следователно, да се получи допълнителна информация за този мистериозен обект.

(Подробности за новия принцип на кодиране и подробности за самия опит, може да се намери в
статията в New Journal of Physics, а така също във видеото по-долу






Гласувай:
6
0



Спечели и ти от своя блог!
Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: zahariada
Категория: Политика
Прочетен: 26273086
Постинги: 14447
Коментари: 18437
Гласове: 25019
Архив
Календар
«  Декември, 2019  
ПВСЧПСН
1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031