"Любит - не любит"

Дальность связи можно резко повысить, если не распылять энергию, несущую информацию, по всей сфере, окружающей источник, а сконцентрировать ее в направлении на корреспондента. Эту благородную миссию выполняют так называемые направленные антенны.

Создание антенн с высокой направленностью является сложной и увлекательной математической и конструкторской задачей. Надо найти такую форму антенны, при которой разбегающиеся во все стороны волны собираются как бы в кулак и бросаются узким пучком на благодарного корреспондента. Для этого надо, чтобы фазы и больших лучей, и маленьких лучиков точно совпали в этом кулаке. Только тогда мощность будет сконцентрирована в пучке.

Я не раз терпел фиаско, пытаясь оторвать антеннщиков от любимой их "игры" с векторами лучей антенного поля и увлечь разработкой новых методов передачи информации" Боюсь, что даже жены ревнуют их к этим векторам.

Пример такого увлечения своим делом являет Григорий Захарович Айзенберг, один из создателей нашей антенной школы. Не случайно студенты валом валят на его лекции. Страсть и знания увлекают и зажигают их.

И не случайно характеристики направленности антенн они составили из... лепестков цветов. Их так и называют на самых серьезных дискуссиях и в учебниках - "лепестки".

Но есть одно отличие от цветка. Среди лепестков венчика имеется один большой - главный. Он-то и увеличивает дальность связи. А меньшие, или боковые, - это издержки производства, результат того, что не удается все фазы лучей и лучиков точно согласовать.

По лепесткам диаграммы направленности с еще большим успехом можно гадать о любви. Ведь если повезет, можно попасть на гигантский лепесток!

Итак, чем уже главный лепесток (чем меньше угол α) и чем меньше площадь боковых, тем дальше будет мчаться наша информация.

Угол α зависит от отношения диаметра антенны к длине волны. Чем больше это отношение, тем уже главный лепесток. В сантиметровом диапазоне диаметры антенн достигли порядка 100 метров, что уменьшило ширину главного лепестка до долей градуса. Последнее равносильно увеличению мощности передатчика в десятки тысяч раз (в направлении главного лепестка).

Рис. 42

К сожалению, закон квадратичного ослабления мощности с увеличением расстояния, конечно, продолжает действовать и в случае направленной антенны. Ну а если дальше увеличивать диаметр антенны, будет ли расти дальность связи?

Увеличивать можно, но... направленность антенны может не возрастать. Почему? С увеличением размеров антенны надо повышать точность обработки поверхности "зеркала", как говорят специалисты, антенны. Если увеличивать диаметр, а точность не повышать, то фазы волн не совпадают, лучи не складываются согласно, мощность в точке приема не возрастает. Зеркало становится хоть и большим, но кривым.

Точность при уже достигнутых диаметрах антенн близка к пределу - это микроны. И предел этот ставят колебания температуры и влажности, вибрация, старение материалов.

Увеличение диаметра приемной антенны также увеличивает дальность связи. Чем больше антенна, тем большее число отдельных лучей она суммирует и тем больше будет мощность сигнала на входе приемника.

Таким образом, межзвездную систему связи обязательно должны украшать гигантские антенны на обеих корреспондирующих планетах.