Evolved antenna

Иногда в поездках приходилось пользоваться антеннами LW, «длинный провод». И провод, зачастую, был не только длинным, но кривым и низко висящим. Типа: наверх – за угол – через дерево - на куст и т.д.

Как это работало, какое было сопротивление, диаграмма направленности  и т.д.  – понять невозможно, но как-то оно работало же... Все, наверное, сталкивались с тем, что даже очень простая проволочная антенна (особенно на самые нижние диапазоны), у одного НАМа работает очень хорошо, а точно такая же у другого – просто отвратно. 

Я же, обладая каким-то весьма скромным объёмом знаний из теории антенн, всегда полагал, что из любой кривой проволоки можно сделать приличную антенну на заданную частоту.  Иначе говоря, располагая в пространстве кусок провода, если есть возможность менять его длину и фиксировать форму изгибов, можно добиться заданного входного сопротивления антенны, усиления, получить какую-то диаграмму направленности и т.д. Если добавлять ещё провода в виде излучателей, директоров, противовесов и т.д. – то можно сделать очень приличную антенную систему.  Тут есть всего то пара проблем :)

Во-первых – как менять длину провода и фиксировать его форму. Длину менять вроде научились (SteppIR), но фиксировать кривую форму пока никак.

Во-вторых – как всё это просчитать и учесть влияние формы и длины провода, сопротивления земли, потерь в окружающих предметах и т.д.  Какими должны быть программы расчёты и каков объём вычислений – даже предположить сложно было.

Недавно наткнулся на статью в англоязычной Википедии https://en.wikipedia.org/wiki/Evolved_antenna 

Эволюционные антенны – это антенны, разработанные при помощи компьютерных программ, использующих эволюционные алгоритмы. Если коротко, то берётся простая антенна, компьютер случайным образом меняет её размеры и форму. Полученные варианты обсчитываются, из них выбираются наиболее соответствующие заданию, наихудшие варианты отбрасываются, как при естественном отборе. Затем всё повторяется, и так до тех пор, пока не получится антенна с параметрами, полностью соответствующими заданию. Отсюда и название таких антенн – эволюционные.

Пример – антенна для миссии NASA 2006 года под названием Space Technology 5 (ST5). Антенна должна была соответствовать  сложному набору требований. В результате получилось вот такое чудо: 

Эволюционные антенны часто превосходят лучшие конструкции, разработанные обычными методами, поскольку они имеют сложную асимметричную форму, которую невозможно придумать или создать с помощью традиционных методов ручного проектирования.

Жаль, что эти расчёты, да и конструкции антенн, возможны пока только в СВЧ диапазоне.

Интересную переводную статью об эволюционных антеннах можно прочитать на   http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=111869