levitra bitcoin

+7(495) 725-8986  г. Москва

Журналы

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

В.Б. Калин,  (С.н.с., Научно-исследовательский институт Транснефть)

Л.С. Калина,  (Специалист по интеллектуальной собственности, Научно-исследовательский институт «Атолл»)

Серия «Естественные и Технические науки» # 07 2018
Радиочастотные сигналы
    Предлагается теоретическое обоснование возможности беспроводной передачи радиочастотных сигналов в водных средах. Даны основные положения теоретического обоснования и результаты экспериментальных данных, полученных с помощью устройств, разработанных на основе предлагаемой теории.

Ключевые слова: Радиочастотные сигналы, водная среда, беспроводная передача.

 

В  последние десятилетия появился ряд экспериментальных результатов, показывающих возможность передачи радиочастотных (электромагнитных) сигналов в водных средах [1-4]. Однако, с точки зрения общепризнанных физических законов, теоретически и экспериментально показано, что электромагнитные волны очень быстро затухают в проводящих средах. А пресная и морская вода является проводящими средами. Таким образом, эксперименты по беспроводной передаче радиочастотных сигналов в проводящих водных средах кажутся плохо согласующимися с признанными физическими законами.

В данной работе предлагается возможное теоретическое обоснование экспериментальных результатов по передаче радиочастотных сигналов в водных средах, не противоречащее существующим физическим законам. А также приводятся результаты эксперимента, полученные на основе предлагаемой теории.

В основу предлагаемой теории положены следующие факты:

  • жидкое состояние воды – в большинстве случаев сложная структура, состоящая из отдельных молекул и различных ассоциатов молекул [5-6];
  • молекула воды – диполь с электрическим дипольным моментом p = l*q, где l – расстояние между зарядами диполя, а q –заряд [7];
  • ассоциаты молекул воды могут быть диполями с электрическим дипольным моментом от p до n*p, где n – количество молекул воды в ассоциатах [8];
  • молекула воды, как любое вещество, имеет собственные частоты колебаний [9];
  • ассоциаты молекул воды также могут иметь собственные частоты колебаний [10-11];
  • электрический диполь в неоднородном электрическом поле испытывает три силы: силу растяжения, силу вращения и силу притяжения или отталкивания со стороны более сильного поля [12];
  • на границе двух фаз – водной и твердой в результате адсорбции водные диполи выстраиваются электрически определенным образом в зависимости от параметров твердой фазы [13-14];
  • на границе раздела водной среды с твердой и газообразной средой за счет сил натяжения происходит плотная упаковка водной структуры [13-14];
  • молекулы воды являются диамагнетиками, которые во внешнем магнитном поле становятся наведенными магнитными диполями, у которых магнитные моменты ориентированы всегда против внешнего поля [15];
  • магнитный диполь в неоднородном магнитном поле испытывает силу притяжения или отталкивания со стороны более сильного поля в зависимости от ориентации дипольного момента относительно внешнего поля [15];
  • в переменном неоднородном магнитном поле на молекулы воды будет действовать сила, выталкивающая молекулы воды в направлении уменьшения поля [12].

Из приведенных фактов следует, что в неоднородном переменном магнитном поле молекулы воды будут вести себя подобно поведению в неоднородном переменном электрическом поле с учетом того, что они будут только выталкиваться из более сильного магнитного поля независимо от направления самого поля. Поэтому далее будем рассматривать переменное неоднородное электрическое поле подразумевая, что полученные выводы справедливы и для случая переменного неоднородного магнитного поля.

Из приведенных фактов также следует, что если на границе твердой и водной сред создать неоднородное переменное электрическое поле, то водные дипольные молекулы и ассоциаты, выстроенные электрически определенным образом вдоль этой границы, будут испытывать в основном силу притяжения и отталкивания (за счет плотной упаковки и определенной электрической ориентации диполей) в соответствии с направлением и силой неоднородного переменного электрического поля.

Предлагаемое теоретическое обоснование (основные положения):

  • на границе раздела твердой и водной среды в неоднородном переменном электрическом поле (излучающая система) водные диполи будут совершать (за счет сил притяжения и отталкивания) механические движения вдоль силовых линий неоднородного переменного электрического поля в соответствии с направлением и амплитудой этого поля (Рис. 1);
Радиочастотные сигналы

Рисунок 1. – Водные диполи на границе двух сред.

 

  • будет происходить преобразование энергии неоднородного переменного электрического поля в энергию механического движения слоя водных молекул и ассоциатов, прилегающего к границе фаз, с частотой и амплитудой электрического поля;
  • механическое движение слоя водных молекул и ассоциатов передается следующему слою и распространяется далее в водной среде как механическая волна с частотой и амплитудой электромагнитного поля;
  • прохождение механической волны в водной среде создает внешнее механическое воздействие (сжатие и растяжение) на находящиеся в водной среде дипольные ассоциаты, что может привести к изменению их электрического дипольного момента (Рис. 2 изменение дипольных моментов водных ассоциатов);
Радиочастотные сигналы
сжатие                      растяжение                    сжатие

Рисунок 2. - Изменение дипольных моментов водных ассоциатов при сжатии и растяжении водной среды.

 

  • периодическое изменение электрического дипольного момента у диполя приводит к излучению электромагнитного поля;
  • происходит преобразование энергии механического движения дипольных ассоциатов воды в энергию электромагнитного поля;
  • механическая волна, дошедшая до границы водной и твердой сред (приемная система), где дипольные молекулы и ассоциаты выстраиваются электрически определенным образом, создает внешнее механическое воздействие на дипольные ассоциаты (сжатие и растяжение), что приводит к изменению их дипольных моментов в водном слое на границе фаз с частотой и амплитудой излученного электромагнитного поля;
  • изменение дипольных моментов водных ассоциатов с частотой и амплитудой излученного электромагнитного поля приводит к формированию на границе сред (на приемной системе) электромагнитного поля с частотой и амплитудой излученного поля;
  • происходит преобразование энергии механического движения дипольных ассоциатов водных молекул (сжатие и растяжение) в энергию электромагнитного поля с частотой и амплитудой излученного поля;
  • на границе водной и воздушной сред при воздействии механической волны, распространяющейся в водной среде перпендикулярно границе сред, также может происходить изменение электрических дипольных моментов водных ассоциатов с частотой и амплитудой механической волны, что приведет к излучению электромагнитного поля в воздушную среду (Рис. 3);
Радиочастотные сигналы

Рисунок 3. - Воздействие механической волны на водные диполи, расположенные на границе с воздушной средой.

 

  • максимальный эффект преобразования энергии электромагнитного поля в энергию механического движения водных молекул и дипольных ассоциатов и обратное преобразование энергии механического движения водных ассоциатов (сжатие и растяжение) в энергию электромагнитного поля будет достигаться при совпадении частот излучаемого электромагнитного поля и собственных частот дипольных водных ассоциатов (резонанс).

На основе предлагаемой теории было разработано и изготовлено устройство для беспроводной передачи радиочастотных сигналов в водной среде, состоящее из излучающей и приемной систем (Рис. 4). В сентябре 2017 года с помощью изготовленного устройства на Иваньковском водохранилище (Московском море) в пресной воде был проведен эксперимент по беспроводной передаче радиочастотных сигналов в водной среде.

Радиочастотные сигналы

Рисунок 4 - Схема экспериментального устройства.

 

Излучающая система с помощью массы опускалась на глубины от 1 до 5 метров. Эта система представляла собой герметичный пластиковый контейнер, содержащий антенну, управляемый генератор, блок питания и управляющий блок. Излучающая система с помощью массы была ориентирована так, чтобы возникающая (по предлагаемой теории) механическая волна была бы направлена перпендикулярно поверхности воды, что в свою очередь должно было вызвать над поверхностью воды (в месте выхода механической волны) электромагнитное поле с частотой излучаемого электромагнитного поля. Система излучала сигналы с заданным шагом в диапазоне (80 – 210) МГц. так, чтобы излучались сигналы с частотами 100, 150 и 200 МГц.

Приемная система состояла из радиоантенны, узкополосного радиосканера с диапазоном частот 24-1750 МГц и планшета с программным обеспечением для анализа спектров.

Прием сигналов осуществлялся на частотах 100, 150 и 200 МГц. с каждой глубины (от 1 до 5 метров с шагом 1 метр).

В эксперименте излучаемые сигналы уверенно принимались приемной системой, расположенной над водой в зоне действия устройства, на всех глубинах и на всех установленных частотах.

Результаты проведенного эксперимента говорят о возможной правильности предлагаемой теории, однако не являются полным её подтверждением, что требует проведения дальнейших экспериментов.

Полученные авторами теоретические и экспериментальные результаты были представлены в мае 2018 года на XIV Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» в городе С-Петербурге.  Конференция была организована научным советом по проблемам фундаментальной и прикладной гидрофизики С-Петербургским научным центром РАН.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Рублев В., Симоненко В. Переговорное устройство для легководолазов // Спортсмен – подводник 68, М.: ДОСААФ. 1982. с.30-33.
2. Рублев В.П., Ольшанский В.М. Электромагнитный канал подводной связи и управления подводными объектами // Материалы конференции (часть 2), Х1 международная научно – техническая конференция РАН «Современные методы и средства океанологических исследований». М. 2009г. с.97–100.
3. Ольшанский В.М., Павлов Д.С., Волков С.В., Эльяшев Д.Э. Электрические рыбы – биологический прототип новой техники // Вестник РАН. 2009. том.79. № 1. с.57-72.
4. Абдулкеримов С.А., Ермолаев Ю.М., Родионов Б.Н. Нанотехнология электородинамического опреснения морской воды // Торсионные поля и информационные взаимодействия. 2009. С.625-630.
5. Захаров С.Д., Мосягина И.В. Кластерная структура воды (обзор). Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН. Препринт. М. 2011.
6. Гончарук В.В., Смирнов В.Н., Сыроешкин А.В., Маляренко В.В. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды // Химия и технология воды. 2007. Т.29. № 1.
7. Зацепина Г.Н. Свойства и структура воды. М.: МГУ.1974. С.18-19.
8. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Дроздов С.В. Дипольный момент кластеров воды и парниковый эффект // Письма в ЖТФ. 2008. Т.34. В.5. С.87-94.
9. Зацепина Г.Н. Свойства и структура воды. М.: МГУ.1974. С.19-20
10. Петросян В.И. Резонансное излучение воды в радиодиапазоне // Письма в ЖТФ. 2005. Т.31. В.23. С.29.
11. Галашев А.Е., Рахманова О.Р. Компьютерное изучение физических свойств кластеров воды. 1. Устойчивость. // Журнал структурной химии. 2005. Т.45. № 4. С.648-654.
12. Парселл Э. Электричество и магнетизм. Т.2. С.301, 348, 360. Берклеевский курс общей физики в 5-ти томах.
13. Ткаченко С.И., Хоменко А.Ю. Определение удельной поверхности пористых материалов методами БЭТ и Арановича. М.: МФТИ. Кафедра молекулярной физики. 2014. С.6-7.
14. Девис С., Джеймс А. Электрохимический словарь. М.: Мир. 1979. С.40.
15. Китайгородский А.И. Введение в физику. М.: Наука. 1973. С.280.


©  В.Б. Калин, Л.С. Калина, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP
viagra bitcoin buy

Rambler's Top100 �������@Mail.ru