Toroidno sklopljeno drevo

Antene si običajno predstavljamo kot skupek kovinskih površin, palic ali pa žic. Malokdo je verjetno pomislil, da bi lahko funkcijo antene opravljala tudi živa bitja. V naslednjih par vrsticah si bomo ogledali, kako so se te zadeve nekaj desetletij nazaj lotili Američani.

Že leta 1904 je ameriški major Squier zapisal “zdi se, da lahko vegetacija igra pomembno vlogo pri električnih pojavih... ...zemljina površina je že velikodušno obdarjena z učinkovitimi antenami, katere je treba le še izkoristiti za komunikacije...”

1969 leta so v ameriški vojski znova prišli na to idejo in poskušali uporabiti drevesa kot antene. Uporabili so jih kot oddajne antene in sicer na srednje in kratkovalovnem področju.

Iskali so namreč neko nadomestilo za običajne prenosne kratkovalovne vertikalne antene (take kot jih lahko vidimo npr. na hrbtu vezistov v vojaških filmih). Predvsem v področjih z bujno vegetacijo, kot so npr. džungle, so se slednje (na MF in HF) izkazale kot precej neučinkovite.

V poskusih so uporabljali drevo kot del edinega sekundarnega ovoja v resonantnem toroidnem transformatorju. Kot primarno navitje so uporabili fleksibilno toroidno spiralo, ovito okoli debla. Raztegnjena je bila dolga 8 metrov, ovita okoli debla pa je imela okoli 20 cm premera. Zadevo so poimenovali HEMAC (Hybrid ElectroMagnetic Antenna Coupler). Impedanco uporabljenih dreves so ocenili oz. izmerili nekje med 1,5 do 5 ohmi. Prve poskuse so opravljali v New Jerseyu z 12W moči pri frekvencah med 4 in 5 MHz na hrastih in borovcih ter tako dosegli od 7 do 11 milj dometa pri sprejemu z vertikalno anteno. S 35W na frekvencah 425 in 460 KHz in uporabo zelo velikih hrastovih dreves in posebej za te frekvence narejenim toroidom pa so dosegli od 30 do 35 milj. Pri poskusih z določeno orientiranimi skupinami dreves ter pri drevesih v bližini močvirnatih jezerc oziroma pri določeni konfiguraciji terena pa so nakazali tudi možnost usmerjanja signalov.

Vendar pa razmeroma suhi gozdovi v New Jerseyu niso dali prave slike za realno namembnost teh poskusov, to je uporaba v džunglah, kjer palme in praproti velikosti dreves rastejo zelo na gosto in predstavljajo hudo oviro taktičnim komunikacijam z vertikalno anteno. Tako so po raznih poskusih z mini maketami (travo, grmički in mikrovalovnimi frekvencami) par let kasneje nadaljevali s poskusi v panamski džungli. Toroidni tuljavi so dodali še prilagodilni element (matchbox, kopler, tuner ali kakorkoli že hočete temu reči), da so ga lahko uporabljali s standardnim RTX-om PRC-74 Zadevo so preizkušali na 4,650 MHz v več konfiguracijah, med drugim z obema tipoma anten tako na sprejemu kot na oddaji na razdalji nekaj milj in rezultati so pokazali, da se je najbolje obnesla komunikacija drevo-drevo, najslabše pa vertikalka-vertikalka. Ta razlika je ob suhem vremenu na določeni razdalji znašala celo 20 decibelov razmerja signal - šum na sprejemu. Po močnem nalivu pa so npr. ugotovili, da se učinkovitost dreves precej zniža, a je še vedno nad vertikalkami. Tudi motilni vpliv hribovitosti terena se je bolj poznal v razmočenih pogojih. Tako so rezultate strnili v ugotovitvi, da je za superiorni učinek toroidno sklopljenih dreves v džungli očitno odločilno dejstvo, da znajo sevati horizontalno polarizacijo, ki ima v dani situaciji več "možnosti" za preživetje.

Čeprav kakšnih eklatantnih rezultatov ne pričakujem, imam namen vsaj preizkusiti omenjeno konfiguracijo (sicer ne ravno v džungli). Torej, če boste imeli priliko videti nekega čudaka, ki ovija nekakške čudne žice okoli dreves, boste vedeli, za kaj gre. Morda pa bi se dalo z zabijanjem primerne sonde na primerno mesto v drevo ustvariti tudi nekakšno ozemljeno GP anteno? Zanimivo bi bilo tudi vedeti, kolikšne RF moči lahko rastlina brez škode še prenese. (Bolje, da tu zaključim, da jih ne dobim po nosu od kakšnega okoljevarstvenika,HI...)

vir : Trees performing as radio antennas, IEEE transactions on antennas and propagation, januar 1975

Gregor Požar, S53RA