Публикуется в электронном виде на правах учебного курсового проекта.

Локальные распределенные сети с использованием ультразвукового диапазона (SSLAN)

Ультразвук (SS - Super Sonic) также как и инфракрасный диапазон не регламентируется и может использоваться для организации распределенных компьютерных сетей без лицензирования. Высокая проникающая способность данного вида излучения, низкий коэффициент поглощения при распространении и хорошее отражение от твердых поверхностей делают данный вид излучения идеальным для организации локальной распределенной компьютерной сети. В качестве передающего устройства используются ультразвуковые магнитострикционные излучатели, работающие в диапазоне до 5 МГц. В качестве приемника - пьезоэлементы или соосные кварцевые кристаллы с напыленными в вакууме электродами. В обоих сучаях приемники преобразуют энергию ультразвука в электрические колебания, которые поступают на вход обычных супергетеродинных приемников. В качестве приемных антенн используются как параболические отражатели (антенны спутникового телевидения со смытой с поверхности краской), так и относительно массивные металлические "объемные" антенны на подвесах. Скорость передачи очень высокая.



В классическом SS-приемнике в качестве приемного элемента используется пьезоэлектрический преобразователь (Z1). Мы же рассмотрим снова :) "бытовой" способ приема ультразвукового сигнала с помощью СВЧ-матрицы.



На матрице для усиления СВЧ-сигнала лежат две металлизированные вакуумным напылением (алюминием) СВЧ-антенны (так называемые "стекла"), а сверху - монокристалл кварца с металлическими электродами (на фото: в целях экономии используется кварцевый кристалл из старого телевизора "Юность" производства СССР) который является пьезоэлектрическим преобразователем (то есть устройством, преобразующем механические колебания в электрический ток).



При прохождении ультразвуковой волны через кристалл кварца, в нем за счет пьезоэффекта вырабатывается некоторое количество электрических разрядов, стекающих по его поверхности на пленочные электроды. Шорохи от этих электроразрядов в радиодиапазоне "слышит" СВЧ-матрица, так как электроды в данном случае работают как полуволновые диполи, а их размер определяет рабочую частоту на которую должна быть настроена СВЧ-матрица чтобы слышать в СВЧ-диапазоне преобразованный кварцем ультразвуковой сигнал. Как говорится, все гениальное просто!



Особенность приема ультразвуковых колебаний, распространяющихся в воздухе заключается в том, чтобы собрать как можно большей площадью "механической антенны" как можно большую энергию падающей на нее ультразвуковой волны. Оптимальным решением здесь по-видимому является металлическая или стеклянная пластина с приклеенным отверждаемым компаундом или прижатым пружиной кристаллом кварца с целью лучшей передачи механических колебаний, возникающих при попадании ультразвуковой волны в пластину. Размеры такой пластины должны быть рассчитаны с учетом частоты принимаемого ультразвукового сигнала и длины волны в материале из которого изготовлена пластина.

В качестве передающего устройства самым эффективным является использование магнитострикционных излучателей на основе ферритов. Их мощность настолько высока, что в стоящем рядом с излучателем стакане воды начинается кавитационное закипание. Расстояние с которого СВЧ-матрица способна принять ультразвуковой сигнал с подводимой к излучателю мощностью 100 Вт если он установлен на достаточной высоте составляет 15...20 км.

Классические антенны для приема ультразвуковых сигналов менее эффективны, так как имеют узкую диаграмму направленности, в то время как описанный вариант имеет круговую диаграму направленности, то есть одинаково хорошо принимает сигнал с любого направления.

[К содержанию]

© 2009 г. Сайт оптимизирован для удобного чтения на мобильных телефонах. Сайт подготовлен при поддержке специалистов компании [Гротек]. Данный сайт не содержит какой-либо (любой) противоправной, а равно - противозаконной информации, либо информации нарушающей чьи-либо гражданские права, а также не сообщает какой-либо (любой) иной (другой) информации могущей привести к противоправным деяниям, если таковые наступают в результате неправильной трактовки этой информации, либо неправомерного ее применения.