為了在災難現場建立通訊,通常救援人員會安裝衛星天線,不過衛星天線相對笨重且昂貴。為此,史丹佛大學和貝魯特美國大學的科學家共同開發出一種「螺旋天線」,用編織材料條製成的簡單管狀天線,輕便的特質可以用來替代衛星天線。
一般來說,這類型的臨時天線會由一根或多根導電線組成,導電線則以螺旋狀(像開瓶器一樣)纏繞在中央支撐桿上。然而,新開發的「雙穩態可展開四叉螺旋天線」取消了支架,用導電纖維複合材料條代替導線--這些導線以螺旋狀纏繞在一起,形成一個空心圓柱體。
重要的是,該圓柱體可以拉開,形成約一英呎高(305 毫米)的細長結構,也可以向下推,形成約一英吋高、五英吋寬(25 x 127 毫米)的環形結構。
天線在長狀態下,與收發器、地平面和電池等電子裝置連接時,向所有方向發射低功率訊號,以便與地面團隊成員進行無線電通訊。在短狀態下,它向特定方向傳送高功率訊號,以便進行衛星通訊。
而這兩種狀態下使用的頻率,由每根天線的精確尺寸決定。
該裝置的雙穩態結構有助於簡化設定。這意味著,當用手拉動或推動時,它將自動彈出到所需的組態中--因此,無論是在災難現場、戰場,甚至可能是在太空梭中,都無需猜測它是否已正確部署。
「這些領域通常採用的解決方案是沉重的金屬天線。它們不便於移動,執行階段需要大量電力,而且成本效益不高,」史丹佛大學副教授瑪莉亞·薩科夫斯基(Maria Sakovsky)說。「我們的天線重量輕、功耗低,可以在兩種工作狀態之間切換。在這些缺乏通訊的地區,它能夠用儘可能少的資源做更多的事情。」
有關這項研究的論文最近發表在《自然通訊》雜誌上。
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