4.7. В защиту "магнитных" волн.
"В 1926 году Тесла установил радиомачту
в своей лаборатории в Hью-Йоpке.
И поймал радиосигналы непонятного происхождения.
Одним из возможных источников он назвал Марс.
Над ним смеялись, но сам ученый говорил:
"Ради такого чуда (установления связи с иными мирами. - Ред.)
я бы отдал свою жизнь!"[1]
Вступление.
Если человечество рано или поздно выйдет в космос. То реально возникнет потребность в сверхдальней и сверхнадежной связи. Если мы пойдем по традиционному пути, то придется строить очень мощные передатчики электромагнитных волн, а всю Солнечную Систему придется просто таки "утыкать" спутниками ретрансляторами. Также надо учитывать, что частотный ресурс весьма ограничен... Что делать есть ли альтернатива? Думаю, что есть.
Все мы знаем, что электромагнитная волна состоит из Электро (Е) и Магнитной (Н) составляющей.
Также сейчас уже известно, что из всего диапазона частот доступных человеку от 0,1 Гц до 10 000 ГГц так называемых на низких частотах (0,01-10000 Гц) большая магнитная составляющая [2] [9].И этот спектр благодаря магнитной составляющей обладает огромной проницающей способностью. Этим частотам соответствуют огромные длины волн, а значит - большой размер ближней зоны, что и позволяет использовать как бы одну магнитную составляющую на заметных удалениях от излучателя. Оборотная сторона - крайняя энергетическая неэффективность и узкий передаваемый спектр, и считается, что деваться некуда. Но это если мыслить шаблонно, то есть стремится обязательно получить в антенне пусть и слабый но все таки электрический ток. И совершенно упускать из виду, что магнитная составляющая ЭМГ волны может и по другому действовать на вещество. И вот эти то "другие действия" и положены в основу работы предлагаемой системы связи. Так же надо знать, что в мире уже созданы и существуют системы связи не двузначно названные изобретателями "MagneLink Magnetic Communication System (MCS)"[6]
MagneLink Magnetic Communication System (MCS)
"Локхид Мартин (что означает - речь идёт не о каком-то подозрительном стартапе) приступила к производству систем беспроводной связи, использующих магнитное (а не электромагнитное) поле. Системы были испытаны в шахтах, сигнал 'пробивал' 465 метров породы, обеспечивая двустороннюю голосовую связь и передачу данных.
![[]](/img/l/lemeshko_a_w/aaaaa/mgn.jpg)
Особенно в этом интересно то, что связью с использованием магнитных волн занимался знаменитый Тесла, вокруг имени которого выстроили столько легенд, что отличить действительность от фантазий уже трудно. Но Тесла действительно занимался магнитной связью. И это заставляет задуматься".[7]
Передатчик.
При проектировании передающего устройства надо понимать, что в принципе это старое доброе сочетание замкнутого и открытого контуров, передающих на низких (магнитных) частотах порядка 0,01-10000 Гц. Рис.2
![[]](/img/l/lemeshko_a_w/aaaaa/react.jpg)
Многие знают, что к большой длине волны при традиционной передачи и приеме сигнала, обязательно прилагается в нагрузку антенны поистине гигантских размеров порядка нескольких десятков километров. Что якобы делает не возможным использование полосы частот 0,01-10000 Гц для радиосвязи, а тем более для связи с передвижными мобильными объектами.
Так вот подчеркиваю наличие гигантских антенн необходимо при "традиционном способе", и нужны эти антенны преимущественно для того что бы получить в принимающей антенне пусть и не значительную но все же ощутимую ЭДС. Эти поиски микро ЭДС больше похожи на поиски черной кошки в темной комнате. Хотя в этой комнате скорее всего находится огромный слон, да такой огромный, что пройти мимо него очень сложно. Что ж это за слон?
Магнетосопротивление
Свет на этого "слона" проливает всем давно уже известное явление получившее название: "Магнетосопротивление" (магниторезистивный эффект) - изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнетосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает этот эффект и вещество переходит в нормальное состояние, в котором наблюдается сопротивление. В нормальных металлах эффект магнетосопротивления выражен слабее. В полупроводниках относительное изменение сопротивления может быть в 100-10 000 раз больше, чем в металлах, и может достигать сотен тысяч процентов.
Магнетосопротивление вещества зависит и от ориентации образца относительно магнитного поля. И поперечное поле действует сильнее продольного [8].
Я упускаю из описания современные объяснения данного эффекта.
И предлагаю более на мой взгляд убедительное. Но подчеркиваю не важно какое объяснение окажется верным главное, что эффект под названием "магнетосопротивление" реально существует. И этот эффект вполне может иметь место в антенне.
Просто про сложное.
Далее давно известно, что электромагнитная волна состоит из Е-электрической компоненты и Н - магнитной компоненты. Е - компонента отвечает преимущественно за ЭДС в проводнике, а Н - компонента как показала практика за дальность распространения электромагнитной волны. В том числе и в силу того, что для магнитного поля вещество практически прозрачно. Так вот если изобразить электромагнитную волну в форме линейки или шкалы. То на одной стороне линейки будет Е - компонента, а на другой Н- компонента. Увеличивая Е-компоненту мы получим увеличение ЭДС в проводнике. А если Н- компоненту то получим наоборот подавление всякой ЭДС в проводнике.
Фактически описанный эффект это аналог явления "Магнетосопротивления" но уже применительно к динамической магнитной Н-составляющей электромагнитной волны.
Напомню, что "Магнитные свойства вещества объясняются согласно гипотезе Ампера циркулирующими внутри любого вещества замкнутыми токами" [3]:
"если вещество обладает магнитными свойствами - элементарные магнитные поля одинаково направлены (сориентированы) и образуется собственное внутреннее магнитное поле вещества". Вещество намагничивается, что есть ни что иное как появление собственного внутреннего магнитного поля. По своим магнитным свойствам все вещества подразделяются на:
![[]](/img/l/lemeshko_a_w/aaaaa/tabl.jpg)
Все вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, создают собственное внутреннее магнитное поле [3].
А если вспомнить, что метал это решетка в узлах которой расположены атомы. И между атомами "плавают" свободные электроны. То как только электромагнитная волна с большой магнитной составляющей проходит сквозь сильный диамагнетик он намагничивается, при этом все пространство между атомами заполняется, дополнительным магнитным полем, что естественно должно сказаться на электропроводности проводника-диэлектрика.
То есть в проводнике-диамагнетике подавляется всякая ЭДС. И это подавление находитcя в прямой зависимости от внешнего для вещества Н-компоненты электромагнитной волны, которая есть ничто иное как динамическое магнитное поле.
А ведь в электромагнитной волне низкой частоты (0,01-10000 Гц) как раз и присутствует "магнитное поле" или же большая магнитная составляющая [2][9], поэтому для отслеживания магнитной составляющей электромагнитной волны нам подойдут именно диамагнетики. Хотя бы потому, что как только внешнее магнитное поле приложенное к диамагнетикам исчезает сразу же исчезает и собственное внутренне магнитное поле которое направлено против внешнего наведенного. Так, давно известно, что "В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики не магнитны"[4].
Отсюда нам нужно отслеживать в "Антенне" не ЭДС, и даже максимально заглушить эту паразитную ЭДС, а отслеживать изменения которые происходят с диамагнетиком. То есть в переносном смысле наконец-то заметить слона который мирно спит в темной комнате, и перестать искать в этой комнате черную кошку - ЭДС.
Антенны.
С подавлением ЭДС магнитной Н-составляющей все понятно. Но как же быть с сверхдлинными антеннами?! Они не нужны. По причине того, что согласно Герцу для излучения
электромагнитной волны нужен открытый контур. А то каких размеров антенна четверть длинны или восемь длин волны не имеет значения, даже если антенна будет иметь даже длину 0,01 длинны волны электромагнитная волна покинет открытый контур. Плотность же магнитной Н-компоненты ее насыщенность задается вовсе не антенной, а параметрами магнитного поля которое породило данную "магнитную" волну. Чем больше в исходном магнитном поле магнитная компонента измеряемая в Теслах и Гауссах тем больше и насыщенней будет Н(магнитная) компонента в электромагнитной волне. При чем не надо заморачиватьcя на такие вещи как "коэффициент усиления антенны". На выходе мы получаем сгусток магнитного поля способный как перемещатьcя на огромные расстояния, благодаря Н - компоненте, так и эффективно подавлять всякую ЭДС в веществе через которое он проходит, опять же за счет параметров Н-компоненты.
А так как параметры Н - компоненты задаются отнюдь не антенной, а параметрами исходного магнитного поля. То и размер передающей антенны отступает на второй план, начинает играть в предлагаемой системе связи малозначительную роль. Главное что бы это был "открытый колебательный контур".
Фактически это компактное электромагнитное оружие с помощью которого можно обесточить на время систему электропитания самолета, танка или автомобиля, подавив с помощью "магнитной" волны ЭДС в проводах входящих в состав систем электропитания.
Предполагаю, что возможно системы электропитания работающие на токе с малой E-компонентой, то есть системы питания работающие на токе с частотой 0-10000 Гц
Мало чувствительны к подобному излучению в силу того, что электрическая компонента Е в подобных системах слабо выражена и существует преимущественно в виде кольцевидной вихревой Н-компоненте, окружающей проводник, а эта компонента "магнитной волной" не подавляется. Но это лишь предположение.
Приемник.
Собственно говоря принципиально в данном приемнике в отличии от обычного изменена конструкция антенны:
- 1.Антенна должна быть изготовлена из сильного диамагнетика
- 2.Иметь повышенное сопротивление для подавление паразитарной пусть и слабой Э Д С, которая все же будет наводится в антенне слабой Е-компонентой, которая всегда будет присутствовать электромагнитной волне с большой Н-компонентой.
- 3.Приемный элемент должен быть подключен к источнику постоянного тока, находится под напряжением.
Фактически по принципу действия антенна напоминает "угольный микрофон" только в микрофоне изменяется электропроводность угольного порошка находящегося между мембранами, что приводит к изменению параметров постоянного тока проходящего сквозь уголь. В предлагаемой же антенне электропроводность, а значит и параметры тока, изменяются при подавлении Э Д С вызванной намагничиванием диамгнетика, при прохождении сквозь него "магнитной" волны.
Преобразовать же в эти колебания или же изменения вольт-амперных характеристик постоянного электрического тока проходящего через тело Антенны в доступный и приемлемый для восприятия сигнал, дело вполне решаемое и осуществимое. При чем реализовать это преобразование можно используя общедоступную элементную базу.
Н-компонента в полосе 10 -10 000 ГГц.
Н-компонента пусть и не столь ярко выраженная есть в электромагнитных волнах любого частотного диапазона. И она также изменяет электропроводность вещества из которого изготовлены все современные антенны. Но увы никто эти изменения не отслеживает, а ведь фактически это дополнительный абсолютно свободный канал связи, и ввиду дефицита свободных частот, и в силу необходимости передавать через эфир все большие объемы информации имеет смысл также попытатьcя организовать дополнительные 'магнитные' каналы связи на базе всех существующих частотных диапазонов.
Для этого надо просто использовать дополнительные антенны, изготовленные из диамагнетиков, находящихся под напряжением. Это позволит на двух частотах (RX частота и TX частота) сразу организовать не два частотных физических канала как сейчас - одна частота один физический канал, а полноценных 4 канала связи:
- один канал E - TX (канал к мобильному абоненту от стационарной передающей станции ) и второй E-RX (канал от мобильного абонента к стационарной передающей станции)
- третий канал H-TX (канал к мобильному абоненту от стационарной передающей станции) и четвертый Н-RX (канал от мобильного абонента к стационарной передающей станции)
Подобный подход позволит мобильным операторам существенно повысить пропускную способность радиорелейных транспортных каналов, ровно в два раза, а также повысить так называемую емкость сети или же способность одновременно обслуживать максимальное количество абонентов, опять же в два раза. При этом в сети будут задействованы те же частоты что и ранее.
Эпилог.
1.Следует понимать, что магнитное поле есть везде [5]. И возможно, что электромагнитные поперечные волны, благодаря магнитной составляющей возбуждают в этом естественном магнитном поле волны некие сверхбыстрые продольные, волны, которые также возможно удастся задействовать для передачи информации.
2.Также скорее всего, что в масштабах солнечной системы возможно будет рациональней с использовать "магнитные" волны для организации сверхдальних и сверхнадежных физических каналов связи "Земля - спутники Солнечной Системы" , использовать в транспортной системе между спутниками вещающими в обычных диапазонах.
3.Возможно используя магнитную составляющую, электромагнитных волн можно будет создать магнитную систему связи способную передать сигнал на противоположную сторону нашей планеты СКВОЗЬ толщу Земли. Особенно, если вдруг окажется, что поперечная электромагнитная волна возбуждает в естественном магнитном поле продольные волны, с помощью которых возможно и удастся "пробить" толщу Земли. Подобный канал связи позволит отказаться от дорогостоящих и сложных в монтаже и обслуживании оптических каналов связи проложенных по дну океанов, а также от передачи больших объемов информации через спутники. Все на самом-то деле упирается лишь в параметры магнитной компоненты Н, как в исходном магнитном поле так и в самой электромагнитной волне.
1.Никола Тесла. Биография ученого.
http://moikompas.ru/compas/tesla
2. Из теории распространения волн.
http://www.bel-sites.info/friquency.htm
3. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
http://class-fizika.narod.ru/10_16.htm
4.Диамагне?тики. Материал из Википедии -- свободной энциклопедии http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8
5. МЕЖГАЛАКТИЧЕСКОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Ю.Н. ГНЕДИН, доктор физико-математических наук ГАО РАН http://www.inauka.ru/astronomy/article99696/print.html
6. MagneLink Magnetic Communication System (MCS)
http://www.lockheedmartin.com/products/MagneLink/index.html
7. Андрей Зубинский.Удивившее. Не удивившее. Понравившееся.
http://ko.com.ua/node/51863
8. Магнетосопротивление.Материал из Википедии - свободной энциклопедии
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
9. Кольца Гельмгольца - активная защита по магнитной составляющей сигнала в диапазоне 0 Гц - 10 000 Гц и создание искусственного магнитного поля.
http://www.6478867.com/cgi-bin/index.pl?tovar_id=61