Anténa, která teče
Na palubě válečné lodi byste čekali kovové stožáry, tyče, napnuté dráty. Americký vojenský dodavatel SPAWAR Systems Center Pacific v San Diegu ale přišel s řešením, které spíš připomíná fontánu. Místo antény vystřelí do vzduchu tenký proud slané vody, a ten najednou dokáže vysílat i přijímat rádiový signál.
Za nápadem stojí inženýr Daniel Tam, který využil schopnost slané vody vést elektrický proud k tomu, aby fungovala jako anténa pro pásma VHF a UHF. Nejde o nápad z říše fantazie, ale o řešení popsané i v patentové přihlášce.
Jak může kapalina dělat to, co drát?
Zní to proti zdravému rozumu. Klasická anténa je přesně tvarovaný kovový vodič určité délky, který drží svůj tvar, ať se děje cokoliv. Voda naproti tomu nemá žádnou pevnou strukturu, teče, rozstřikuje se, odpařuje se. Jak by se v takové nestálé hmotě mohl udržet rádiový signál, aby se nerozplynul spolu s kapkami?
Magnetické pole místo drátu
Odpověď leží v malém zařízení zvaném „current probe“ (proudová sonda), tedy elektromagnetické cívce, kterou voda protéká na své cestě vzhůru. Průchod vodivé kapaliny cívkou vybudí kolem vodního sloupce magnetické pole, a právě to pole přenáší signál mezi vodou a připojeným vysílačem nebo přijímačem.
Voda tu funguje jako vodivé médium, které nahrazuje anténu: signál se do sloupce vody indukuje přes magnetické pole sondy a stejnou cestou z něj zase vystupuje ven.
Výška vody rozhoduje o pásmu
U běžné antény platí jednoduché pravidlo: délka kovového prvku určuje, na jaké frekvenci anténa nejlépe pracuje. Krátká tyčka na autě chytá jiné pásmo než dlouhý stožár na střeše domu. U vodní antény hraje přesně tuhle roli výška proudu.
Proud vody vysoký asi 1,8 metru se chová jako anténa pro pásmo VHF, zatímco 0,6 metru vysoký proud odpovídá pásmu UHF. Sloupec vody o výšce 24,4 metru dokáže pokrýt rozmezí od 2 do 400 megahertzů, tedy prakticky celé spektrum od HF přes VHF až po UHF. Stačí jinak nastavit výšku trysky a stejný zdroj vody se přeladí na úplně jiné rádiové pásmo.
Víc proudů, víc pásem najednou
Systém navíc nemusí běžet jen s jedním proudem. Podle patentové dokumentace lze vedle sebe zapojit několik trysek s různou výškou vodního sloupce, každou naladěnou na jiné pásmo, klidně HF, VHF a UHF současně. Protože každý proud rezonuje na jiné frekvenci, nedochází mezi nimi k rušení. Chovají se jako oddělené antény, i když všechny čerpají vodu ze stejného zdroje.
Proč to loď potřebuje
Podle informací spojených se SPAWAR nese typická americká válečná loď na palubě přes 80 různých antén. Ty zabírají místo, komplikují údržbu a svou výškou zvětšují radarovou stopu lodi, tedy plochu, kterou nepřátelský radar snáz zachytí. Sám SPAWAR uvádí, že stejný rozsah frekvencí by teoreticky zvládlo pokrýt jen deset vodních antén různé výšky.
Výhoda je v tom, že tryska nepotřebuje žádnou trvalou konstrukci. Dá se umístit kamkoli na palubu, a když se nepoužívá, jednoduše se vypne. Podle dostupného videa systém dokázal přijmout signál meteorologické stanice na frekvenci 162,4 megahertzu a posloužil i k navázání spojení mezi radioamatéry.
Co zdroj neříká
Přesto zůstává řada otázek bez odpovědi. Není jasné, kolik vody a jak výkonná čerpadla by systém v ostrém provozu potřeboval, ani jak stabilní proud udrží za silného větru, vln nebo houpání lodi. Chybí i informace, zda byl systém někdy testován přímo na moři nebo nasazen na konkrétním plavidle, případně jak si vede ve srovnání s klasickými anténami co do dosahu a spolehlivosti.
Vodní anténa je tak zatím spíš důkazem, že fyzikální princip funguje, než hotovou technologií, kterou byste dnes našli na palubě běžné lodi.