| | В МФТИ создали сверхширокополосную антенну из кактуса В лесу мы часто наблюдаем, что сигнал Wi-Fi становится более слабым. Ограничения, которые растения накладывают на работу радиочастотных приемопередающих систем, решили исследовать ученые МФТИ и Тель-Авивского университета и пришли к неожиданному выводу: растения могут не только ограничивать сигнал, но и напротив, благодаря высокой концентрации воды выступать в качестве элементов диэлектрической резонансной антенны. Используя СВЧ технологии, исследователи из МФТИ выяснили, что при определенных условиях листья растений могут создавать множественные электромагнитные резонансы. По просьбе израильтян они провели математическое моделирование для кактуса и определили, что он может работать как широкополосная всенаправленная антенна в диапазонах связи Wi-Fi от 900 МГц до 7,7 ГГц. Ученые подключили к кактусу источник сигнала и он начал его излучать.
„В начале проекта перед нами стояло как минимум две задачи: повышение урожайности с использованием электродинамических свойств растений и применение изученных электродинамических характеристик для улучшения связи Wi-Fi в лесных массивах. Для этого необходимо было понять, в какие цепочки и связи выстраиваются жидкости в капиллярах растений. У живой системы разные электродинамические параметры. Изучая их с помощью методов СВЧ, мы отслеживаем динамику роста растений и можем наметить грамотный и своевременный уход», — рассказывает Дмитрий Филонов, руководитель лаборатории радиофотоники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.
Ученые исследовали, когда листья могут стать электромагнитными резонансными структурами и поглощать или переизлучать энергию. Им удалось найти взаимосвязь между ростом растения и его способностью улучшать или ухудшать Wi-Fi связь. Высокая доля воды внутри растительности вызывает множественные электромагнитные резонансы. Например, стебли кактуса nopal, который исследовали ученые, почти на 75…85 % состоят из воды, что и позволило использовать его в качестве естественной широкополосной всенаправленной антенны, работающей в нескольких диапазонах связи Wi-Fi от 900 МГц до 7,7 ГГц.
Ученые математически описали, как устроены поле и резонансы у стебля, подключили к стеблю кактуса источник, и кактус начал генерировать электромагнитное излучение. Почему именно кактус? Это очень распространенное растение в Израиле. Кроме того, оно часто встречается в засушливых и пустынных районах, где установка беспроводной связи является очень сложной задачей. Дальнейшие исследования растений как функциональных электромагнитных элементов могут внести свой вклад в общее направление экологически чистых многофункциональных устройств, способствуя развитию зеленых технологий.
Источник: https://naked-science.ru/ | |
