Комната для антенн

Как известно, свет — это электромагнитная волна, которую может воспринимать глаз. Электромагнитные волны, «пойманные» глазом, попадают на сетчатку и превращаются в электрические импульсы, которые затем обрабатываются мозгом. Огромное количество информации, которую наш мозг получает из этих электромагнитных волн, постоянно летающих вокруг нас, мы всё время используем в своей жизнедеятельности.

Как ни странно, эта ситуация очень похожа на то, что происходит в вашем сотовом телефоне. Его глаз — это антенна, хитро изогнутся металлическая пластинка, которая улавливает электромагнитные волны и преобразует их в электрический сигнал, который затем поступает в процессор сотового телефона. Информацию, полученную из этого сигнала, телефон также использует в своей «жизнедеятельности», например для принятия входящего звонка.

Для нас главное отличие в описанных случаях состоит в том, что глаз воспринимает электромагнитные волны оптического диапазона (порядка 1014 Гц), а антенна сотового телефона — электромагнитные волны радиодиапазона (порядка 109 Гц).

Электромагнитные волны оптического диапазона, которые мы называем просто светом, не проходят через большинство из окружающих нас тел — они непрозрачны. С волнами радиодиапазона дела обстоят совсем по-другому: они не только могут проходить через неметаллические предметы, такие как деревья и стены зданий, но и в некоторых случаях даже огибать земную поверхность или отражаться от ионосферы Земли, благодаря чему информацию с их помощью можно передавать на гораздо более далёкие расстояния, чем с помощью света.

Природа не снабдила нас органами чувств для восприятия радиоволн, но на протяжении последних 100 лет человечество активно создавало различные средства для их генерации, приёма и обработки. В результате возникла целая область знаний — радиотехника, а вокруг нас появилось множество «искусственных глаз» — антенн. И эти «глаза» бывают самых разных типов и размеров — от гигантских антенн космических радиотелескопов размером с футбольное поле до уже упомянутой нами миниатюрной антенны в сотовом телефоне.

Антенны могут не только принимать радиоволны, но и излучать их. Электромагнитную волну, излучаемую антенной, нельзя увидеть, но можно «пощупать» (или, говоря языком техники, измерить) специальными приборами. Хотя слово «прибор» в данном случае — упрощение. Для измерения излучения антенн используют целые установки и даже целые специальные комнаты. Пол, стены и потолок в таких комнатах покрыты специальным материалом, поглощающим радиоволны. Можно сказать, что в них нет «эха» — отражённых от стен радиоволн. Поэтому такие комнаты называют безэховыми камерами.

Надо сказать, что хотя звуковые волны имеют совсем другую природу, чем электромагнитные, радиопоглощающий материал также хорошо поглощает и звук, поэтому в безэховых камерах нет не только электромагнитного, но и привычного нам звукового эха. Как правило, безэховые камеры ещё и экранируют, для того чтобы излучение извне камеры не мешало измерениям, поэтому сотовый телефон в хорошо сделанной безэховой камере перестаёт ловить сеть.

Безэховые камеры бывают огромных размеров — в них могут помещаться целые самолёты для исследований их радиолокационных свойств. Немногие радиотехнические вузы в России могут похвастать наличием собственной безэховой камеры, но в Сибирском федеральном университете такая камера есть. Она имеет размеры 4х6х3 м и построена силами сотрудников и аспирантов кафедры радиотехники ИИФиРЭ под руководством заведующего кафедрой, к.т.н., Юрия Петровича САЛОМАТОВА.

Идея построить собственную безэховую камеру была полностью инициативной. На цокольном этаже была найдена подходящая пустующая комната. В ней с помощью гипсокартона и металлического профиля сделали комнату поменьше — будущую камеру. Радиопоглощающий материал был куплен на средства гранта Краевого фонда науки. Клеили поглотитель на стены и потолок почти всей кафедрой один день. Силами аспирантов и сотрудников были разработаны также два измерительных комплекса для изучения свойств антенн. В общей сложности создание камеры и измерительных комплексов заняло около года.

Активное участие в этой работе принимали инженеры кафедры Роман КРЫЛОВ, Андрей САЛОМАТОВ, Роман РЯЗАНЦЕВ и Евгений ГАФАРОВ, старшие преподаватели Станислав ПОЛЕНГА, Константин ЛЕМБЕРГ и Антон АЛЕКСАНДРИН, аспиранты Александр ИВАНОВ и Андрей НЕМШОН, студент Александр ДРАНИШНИКОВ.

Сейчас эта безэховая камера активно используется при обучении студентов магистратуры, проведении исследований аспирантами, при разработках антенн по заказам промышленных предприятий. В ней выполняет исследования поляризационных свойств антенн победитель конкурса «УМНИК» аспирант Андрей СТАНКОВСКИЙ, исследует антенны с управляемой направленностью лауреат государственной премии Красноярского края, ассистент Елена ЛИТИНСКАЯ, проводит измерения отражательных антенн для спутниковой связи победитель Всероссийского конкурса научно-технического творчества молодёжи, лауреат государственной премии Красноярского края Станислав Поленга.

Эта небольшая, но очень полезная комната помогает сотрудникам кафедры радиотехники вносить свой небольшой, но важный вклад в развитие очень интересного направления радиотехники — создание антенн, своеобразных «глаз» современных радиотехнических устройств.

К.В. ЛЕМБЕРГ, к.ф.-м.н