Enhver ny viden går normalt gennem tre faser: 1. "Nonsens!" 2. "Og hvis virkelig …" 3. "Hvem ved det ikke!"
Pålidelig radiokommunikation af høj kvalitet spiller en vigtig rolle for at sikre navigationens sikkerhed og for en vellykket gennemførelse af fjendtligheder. En gruppe specialister fra den videnskabelige afdeling af System Center Pacific, Space and Naval Warfare (SPAWAR), der beskæftiger sig med forskning inden for radiokommunikation, radar, meteorologi og oceanografi i interesse for den amerikanske flåde, foreslog en original løsning på problem med overbelastning af skibe med kommunikationssystemer.
Det radio-elektroniske udstyr på et moderne kampskib af typen "Arlie Burke" indeholder omkring 80 antenner til forskellige formål. Modtagelses- og sendeenheder skaber adskillige indbyrdes interferens under drift - ingeniører krævede særlige undersøgelser for at bestemme ordningen for deres rationelle placering. Derudover har konventionelle skibsantenner en række ulemper - de er omfangsrige, tunge, let sårbare i kamp, og under en storm kræver de høje master, hvilket øger skibets radarsignatur. På et givet tidspunkt er mindst halvdelen af disse antenner slukket og ikke brugt, og derfor tyder konklusionen på, at det er nødvendigt at oprette foldbare strukturer.
I 2007 udviklede SPAWAR -specialister en teknologi, der anvender elektrisk ledningsevne og magnetisk induktion af metalsalte i havvand til at modtage og transmittere radiobølger. Hvis havvand er en god elektrisk leder, hvorfor er en flydende stråle så ikke i stand til at erstatte en traditionel metalantenne? En helt genial og enkel opfindelse.
Fra teori til praksis var der kun ét trin: ved hjælp af en vandpumpe samlede forskerne et primitivt springvand - en enhed, der spyttede en havstrøm gennem en induktor, der var forbundet til en bærbar sender. Der er masser af vand uden for skibet, så ingen vil opleve mangel på denne forbrugsartikel. Signaler transmitteres og modtages fra "vandantennen" ved hjælp af konventionel elektromagnetisk induktion. Og ingen nanoteknologi!
Strålehøjden bestemmer den frekvens, som antennen er indstillet til. For eksempel kræver UHF -radiobølger et springvand, der er cirka 0,6 meter højt og VHF 6 fod. For at modtage HF -bølger skal du bruge en 80 fod vandkolonne (24 meter!). En sådan jet er i stand til at modtage og transmittere signaler i området fra 2 til 400 MHz. Strålens sektion bestemmer kanalens bredde (dvs. transmission af mere omfangsrige data, for eksempel vil video kræve en tykkere vandstråle). Hele systemet passer i en hånd. Med dens hjælp var SPAWAR -forskere i stand til at modtage et klart signal i en afstand på flere titalls kilometer.
Fordelen ved sådanne "vandantenner" er den minimale plads, der kræves til deres installation. Antenner kan let ændres til brug ved enhver frekvens ved at installere ekstra kollektorspoler og sprøjtedyser. Vandantennen kan dannes til en minimal pris - enheden bruger mindre strøm end en bordlampe.
I modsætning til standardmetalantenner er alle elementer i vandantennen praktisk talt vægtløse og lette at demontere. Vandkolonnernes parametre kan konstant ændres afhængigt af de antenner, der aktuelt er i brug. Ifølge SPAWAR -eksperter kan ti sådanne antenner erstatte 80 traditionelle antenner. Derudover er den reflekterende effekt af havvand mindre end for metal, og hvis skibet har brug for maksimal stealth, skal kommandanten bare give ordre til simpelthen at fjerne alle vandstolperne.
På samme tid, før forskerne introduceres til det virkelige liv, skal forskere løse en række vanskelige problemer.
For eksempel er en vandantenne ekstremt sårbar over for vindstød - strålens energi til toppen reduceres til nul, og så vil selv en svag vind rive antennens lærred og som følge heraf ødelægge dets resonansegenskab fuldstændigt.
SPAWAR -forskere har igen fundet en original løsning: det er nok at omslutte en vandstrøm i et plastrør med en lukket top. Dette vil ikke kun forhindre vindens skadelige virkninger og bevare alle egenskaberne ved "vandantennen", men vil også tillade, at den samme mængde vand bruges gentagne gange (forskerne mener, at deres teknologi kan bruges på land og erstatte fremstående grene af antennerne med smukke springvand). Hvad angår anbringelse af vand i et plastrør, er tanken om SPAWAR ikke ny - sådanne antennemuligheder findes, når et bånd placeres i en fleksibel plastskal, selvvridende under luft eller drivtryk, som et bånd i et målebånd.
Det er også stadig uklart, hvad der er gevinsten ved vandantenner. På grund af ikke den bedste ledningsevne for "vandsøjlen" vil effektiviteten sandsynligvis lide, og out-of-band-emissioner er mulige.
Princippet om en vandantenne er så dumt og enkelt, at det simpelthen er svært at tro, at ingen har gættet det før. SPAWAR -sjovmændene må have spioneret på denne smukke idé fra hvalerne: ifølge nogle rapporter lagde hvalerne springvand ud for at sende hinanden SMS -beskeder. Jeg kommunikerede på en eller anden måde med dem - de siger, at signalet er svagt, kun 2 strimler …