СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН Советский патент 1972 года по МПК H04B13/00 

Настоящее изобретение относится к гравитационной технике, а именно к устройствам для генерации и (или) приема сигналов, представляющих собой динамические гравитационные поля-гравиоволны. Устройства такого назначения не предлагались, а известны использовавшиеся для теоретических расчетов воображаемые модели в виде щаров или брусьев, вращающихся с реально неосуществимыми скоростями, а также само явление возникновения гравиоволн при всех движениях весомых тел, за исключением случаев осесимметричных тел, вращающихся вокруг своей оси симметрии. Это явление основывают на общей теории относительности (ОТО) путем замены уравпений Эйнп1тейна (1) //1 - Т А/14 if 74 Кг& - V Cj где: /,ft -тензор кривизны второго ранга; k - гравитационная постоянная; Ci - скорость света; Ггй - тензор энергии-импульса; gih - величина гравитационного поля; Т- одна из компонент тензора Tih на приближенное волновое уравнение (2) где:}ij-линеаризованная величина гравитационного поля; fi t -линеаризованный тензор энергииимпульса. Непосредственный вывод уравнений гравиоволн из (1) без подмены его на (2) затруднен и до сих пор не удался. Существование гравиоволн (обнаруженных экспериментально) теоретически может быть обосновано также переходом не от (1) к (2), а переходом от (1) к модельному описанию с помощью обобщенных уравнений (3) Максвелла, объединяющих электричество и гравитацию го 77-7-4 --тГ 0; rofE + где 7 - гравитационная проницаемость, аналогичная диэлектрической е и магнитной ц проницаемостям; Г-величина гравитационного поля; остальные обозначения - обычные для уравнений Максвелла. Учитывая, что Г - grad . + 2а) grad в, (4) получается волновое уравнение гравиоволн

и - гравитационный потенциал;

где

.к

X + 2а

. -скорость гравиоволн;

Я, Ц,, р - параметры вакуума;

0--дилатация, характеризующая величину гравитационного поля волны.

Уравнение (3) по форме совпадает с уравнениями члена-корреспондента АН УССР А. 3. Петрова.

Помимо явления возникновения гравитационных волн при движениях весомых тел имеет место и обратное явление - возникновение механических (а в общем случае - и электромагнитных) волн при падении гравитационной волны на границу весомого тела.

Целью данного изобретения является создание системы для приема и генерации гравиоволн.

Особенность этой системы состоит в том, что передатчик гравиоволн (о.н же может служить приемником) представляет собой преобразователь гравиоволн в механические колебания, а затем - в электрические сигналы. Для повышения чувствительности и устранения шумов может быть использован не пропускающий извне электромагнитные волны металлический экран, внутри которого предусмотрено глубокое охлаждение и вакуум, а передатчик подвешен на фильтрующей акустические помехи подвеске.

Передатчик может быть в виде пьезопреобразователя (пьезодатчика), конденсатора, катушки индуктивности, действие которых основано на появлении электрических сигналов (в режиме приема) при падении на них гравиоволн. Причем для повышения чувствительности может быть применена астатическая схема включения конденсаторов. Пьезодатчик может быть размещен на одном массивном металлическом цилиндре, между двух массивных металлических цилиндров и внутри металлического цилиндра, образующего полый резонатор.

Вторая особенность выполнения элементов системы - их резонансность, что дает (в со, четании с размещением в вакууме и использованием глубокого охлаждения, вызывающего сверхпроводимость) дальнейшее повышение чувствительности в режиме приема (или излучаемой мощности в режиме передачи). Например, для обеспечения условий резонанса преобразователь в виде массивного цилиндра с пьезодатчиком в средней части должен иметь резонансную длину, равную половине длины волны колебаний, причем желателен резонанс по всем видам преобразуемых полей. Особенно важна резонансность преобразователя, если одни колебания, например гравитационные, играют роль спускового механизма для других, например электромагнитных, как в обычном лазере.

Описанная система связи (собственно гравиосвязь) может быть использована не только полностью (и передача и прием), но и частично. Например, приемное устройство может служить для целей пеленгации - «гравиопеленгация, как частный случай гравиосвязи, причем отмечается время прихода сигналов в нескольких разнесенных приемных устройствах.

Частным случаем гравиосвязи, заключаю:щимся в использовании только приемного устфойства для приема гравиоволн, приходящих

из космического пространства, является «гравиоастрономия.

На фиг. 1 изображен приемник гравиоволн, а на фиг. 2 - передатчик гравиоволн.

Приемник гравиоволя выполнен в виде металлического массивного цилиндра / (или пары цилиндров) и снабжен пьезодатчиком 2,

преобразующим механические колебания в электрические, подаваемые на выводные провода 3. Размеры цилиндра должны обеспечивать резонанс при всех видах колебаний: механических, электрических и гравитационных.

Образуемый цилиндром / и пьезодатчиком 2 собственно приемник гравиоволн заключен в экран 4 и укреплен на фильтрующей акустические помехи подвеске 5. Внутри экрана предусмотрено охлаждение и вакуум.

В силу известного принципа взаимности -при подаче на устройство электрических сигналов по проводам 3 оно превратится в передатчик гравиоволн, который состоит из источника б радиоволн требуемой формы, фидера 7, подающего колебания, подвески S пьезопреобразователя 9 электрических колебаний в механические и излучателя 10 гравиоволн, например, конической формы, обеспечивающей работу в режиме бегущей волны,

а также экрана 11.

Описываемые устройства работают следующим образом.

Приходящая гравиоволна создает механические натяжения в цилиндре /, вызывающие

деформацию пьезодатчика 2. В результате на нем возникает электрический сигнал, который затем подвергается необходимой обработке (усиление, фильтрация, накопление и т. д.). Максимум излучения (или приема) лежит

вдоль (а не поперек) оси цилиндра (фиг. 1), что позволяет сделать определенные выводы с учетом уравнения (3) о характере поляризации гравиоволн и отличии ее от поперечной поляризации радиоволн.

Передатчик гравиоволн работает следующим образом. Поступающие от источника 6 радиоволны по фидеру 7 внутрь экрана 11 электромагнитные колебания в преобразователе 9 превращаются в механические, которые в свою очередь вызывают излучение гравиоволн в направлении стрелки (фиг. 2). Для повышения мощности желательно размеры преобразователя 9 в долях волны выбиность, в данном случае пространственная, состоящая в равенстве фазовых скоростей взанмопреобразуе.мых колебаний.

Пр-едмет изобретения

Система передачи и приема сигналов с помощью гравитационных волн, содержащая излучатель и приемник, отличаю1цаяся тем.

что передатчик выполнен в виде массивного тела, возбуждаемого от источника модулированной передаваемыми сигналами энергии механических или акустических колебаний, а приемник выполнен в виде подвещенного в вакуумном объеме массивного тела с укрепленным на нем или зажатым между его частями пьезодатчиком механических колебаний этого тела.

.„ 5

ГчУ ЧЧЧЧ У Z.

(

/ /

Ч Т

VTT

г хХ Фиг 2