Плазма, ионизованный раскалённый газ, обладает электропроводимостью и поэтому может использоваться как приёмник или передатчик электромагнитных волн. Учёные из Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН и Московского института радиотехники, электроники и автоматики описали преимущества плазменной антенны по сравнению с обычной металлической. Статья об исследовании опубликована в последнем номере журнала «Физика плазмы».

При достаточно сильном нагревании газ превращается в плазму, которая содержит свободные электроны. Вещество приобретает электрическую проводимость и может использоваться как антенна. Если прекратить подачу энергии, такая антенна не просто перестаёт работать, а практически исчезает – плазма остывает, превращаясь в обычный газ, после чего засечь «бывшую» антенну невозможно: она не отражает сигналы радаров. Эта особенность делает плазменную антенну чрезвычайно удобной для военных. Изменяя настройки антенны, можно быстро регулировать электрические свойства плазмы. Это позволяет защищаться от попыток противника заглушить антенну и обеспечивает её универсальность.

В настоящее время большинство лабораторий работает над изучением физических характеристик передающих плазменных антенн. Данных об использовании плазменной антенны в качестве приёмника сигнала практически не существует. Чтобы восполнить этот пробел, сотрудники Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН и Московского института радиотехники, электроники и автоматики под руководством доктора физико-математических наук Н. Г. Гусейн-заде исследовали характеристики плазменной антенны, используемой в качестве приёмника излучения, и продемонстрировали возможность её применения в реальных условиях. Они описали условия возбуждения плазмы (силу тока, состав и давление газа) и провели сравнительный анализ плазменной и обычной металлической антенны.

В эксперименте учёные использовали плазменную антенну, представляющую собой стеклянную трубку (1 сантиметр в диаметре и 1,2 метра в длину), заполненную парами ртути. Для сравнительного эксперимента плазменная антенна была поставлена рядом с обычной металлической. На обе антенны поступали высокочастотные радиоволны от передатчика, установленного на расстоянии 100 метров. Эффективность антенны вычислялась как отношение между амплитудой исходящих сигналов от передатчика к полученным амплитудам на приёмниках, установленных на плазменной и металлической антеннах. В рамках эксперимента полученные результаты практически не отличались, что говорит о неплохом итоге первых опытов в этом направлении.

Конечно, плазменные антенны никогда не вытеснят металлические, но эксперимент показал, что разработка принимающих антенн на основе плазмы не только возможное, но и перспективное направление исследований.

Источник информации:

И. М. Минаев, Н. Г. Гусейн-заде, К. З. Рухадзе Плазменная приёмная вибраторная антенна – Физика плазмы. – 2010. – т.36. – №10. – С. 972–974.