Обычные высокочастотные поперечные электромагнитные радиоволны быстро затухают в электропроводной среде. Использование сверхнизких частот ограничено необходимостью применения крупногабаритных антенн и недостаточной скоростью передачи данных.
Гидроакустическая связь, которая часто применяется для контактов с мобильными подводными объектами, также обладает рядом существенных недостатков, связанных с использованием гидроакустических буев. На качество и дальность такой связи влияют морские течения, перепад температур и другие природные факторы.
«Для решения этой сложной и актуальной научно-технической задачи предлагается использовать обобщенную электродинамическую теорию, которая в последние десятилетия успешно развивается в России и за рубежом», — говорит один из авторов статьи, профессор отделения общетехнических дисциплин ТПУ Александр Томилин.
Основы обобщенной электродинамической теории еще в советское время заложил Геннадий Николаев, долгое время работавший в Томске. Сам Александр Томилин занимается данным направлением более 20 лет, опираясь в том числе и на работы Николаева.
«Как известно, любая новая теория требует экспериментального подтверждения и практического применения. Первая попытка была предпринята около десяти лет назад. Совместно с итальянским ученым Б. Сакко мы опубликовали статью, в которой описан эксперимент по передаче электромагнитного сигнала между шаровыми антеннами. При этом использовались электромагнитные волны, свойства которых отличались от поперечных. Но эксперимент проводился в лабораторных условиях в воздухе. Во время этой работы у меня возникла идея об использовании шаровых антенн в воде», — поясняет профессор ТПУ.
Совместно с коллегами из ДВФУ ученому ТПУ удалось рассчитать и спроектировать аппаратуру и провести натурный эксперимент, подтверждающий теорию. Летом и осенью 2020 года была проведена серия экспериментов с постепенным увеличением дальности передачи сигнала в бухте Новик (остров Русский).
«Важно отметить, что антеннами на продольных волнах занимаются и другие ученые, в том числе в США и в европейских странах. Однако они пока экспериментируют с продольными волнами в воздушной среде. Нам известны несколько групп российских ученых, которые работают над созданием каналов радиосвязи в морской и речной воде. Но результаты этих работ еще не опубликованы в научных журналах. Результаты, содержащиеся в нашей статье, открывают путь к созданию нового направления — морской радиофизики», — подытоживает ученый.
Фото: бухта Новик. Владимир Саяпин/ТАСС