Управляя волной

Радиоизлучение делится на ближнюю и дальнюю к источнику зоны, и радиофизики ТГУ научились увеличивать ближнюю зону. Этот метод можно использовать при создании устройств, которые предназначены для радиолокации и неинвазивной диагностики внутренних органов человека и различных заболеваний. Учёные разработали прибор для регулирования ближней зоны радиоизлучения, выводы представлены в статье в журнале Journal of Applied Physics.

– Сред, которые поглощают радиоволны и трансформируют их в тепло, очень много – это, например, вода, земля, железо. Зондировать их при помощи радиоволн практически невозможно. Еще Попов – родоначальник радио – первым столкнулся с тем, что радиоволны не могут преодолеть преграды, и с тех пор начала развиваться радиолокация. Оказалось, что с помощью радиоволн можно определять наличие металлических объектов в туманах, за облаками, за горизонтом, – рассказывает профессор ТГУ Владимир Якубов.

Радиоизлучение делится на ближнюю и дальнюю к источнику зоны. Граница между ними достаточно резкая и называется каузальной поверхностью. За этой поверхностью возникает скин-слой, в котором радиоволна очень быстро (экспоненциально) затухает. Как правило, учёные исследуют дальнюю зону, это необходимо для создания антенн, работающих на большие расстояния. Ближнюю же зону стараются уменьшить, так как она не приносит заметной пользы с точки зрения связи и радиолокации.

Радиофизики ТГУ установили, что излучение в ближней зоне не имеет экспоненциального ослабления, а значит, оно может хорошо проникать в среды с большим коэффициентом поглощения, например, в человеческий организм. Достаточно лишь расширить границы ближней зоны, удаляя её от источника.

– Мы изготовили прибор, который позволяет приближать или удалять каузальную поверхность, и провели эксперимент с обычной водопроводной водой, которая является хорошим поглотителем радиоволн. Оказалось, ближнюю зону можно заметно продвинуть от источника, просто увеличив длину волны, т.е. сделав ее достаточно низкочастотной. Когда частота уменьшается, каузальная поверхность и скин-слой удаляются от источника, а когда увеличивается, то наоборот. Таким образом, варьируя эту границу, можно, например, увеличивать или уменьшать глубину проникновения радиоволн в тело человека. На этой основе можно проводить диагностику или лечить болезни органов, – поясняет Владимир Петрович.