От длины антенны зависят частоты, на которых они может передавать и принимать радиоволны. Однако изменение длины антенн для охвата требуемого диапазона частот в некоторых сферах применения — например, в космонавтике — может быть сопряжено с трудностями.

«Один из вопросов, которые мы хотели исследовать в этой работе, — можно ли создавать плазменные антенны с помощью лазеров, что позволило бы генерировать антенны нужной длины, — сказала Прия Даршни из Университета Северной Каролины, соавтор исследования. — И теперь мы показали, что это возможно».

Выстрел лазерного луча определенной мощности и диаметра позволяет ионизировать тонкий пучок воздуха, создавая заданный стержень плазмы, называемый плазменной нитью. Но чтобы сделать плазменную антенну эффективной, Даршани и ее коллегам нужно было разработать способ подключения антенны к радиотехническому оборудованию для передачи радиосигнала. Для этого был создан и протестирован бесконтактный фидер антенны, состоящий из металлического кольца, служащего конденсатором. Лазер проходит через кольцо, создавая плазменную нить, окруженную конденсатором. Генерируя электромагнитное поле с помощью конденсатора, можно взаимодействовать с плазменным лучом, не касаясь его, пишет EurekAlert.

Таким образом, радиочастотный генератор подает сигнал в конденсатор; тот генерирует соответствующее электромагнитное поле; которое затем заставляет плазменную нитевидную антенну передавать радиоволны на нужной частоте. Управляя параметрами лазера, можно управлять характеристиками плазменной нити, в том числе, ее длиной.

Но есть и другое преимущество. В некоторых случаях важно уметь управлять углом антенны, чтобы нацеливать направление радиолокационного сканирования или улучшать силу входящего сигнала. Новая технология позволяет управлять углом плазменной нитевидной антенны, просто смещая направление лазера.

В долгосрочной перспективе технология обещает применение в самых разных областях, но в первую очередь, в технологиях исследования космоса: на низкой околоземной орбите достаточно воздуха для образования плазмы.

Новую антенну для защиты военной спутниковой связи от электронных атак в космосе разработали в США. В отличие от традиционных фазированных решеток, где каждый элемент требует своего усилителя, она использует отражательную поверхность с элементами, изменяющими фазу сигнала. Это снижает энергопотребление примерно на 95% при сохранении способности подавлять помехи.