Laserstrahlen wird eine hohe „räumliche Kohärenz“ nachgesagt . Dadurch wird der Strahl auch auf große Distanzen stark gebündelt (geringe Streuung).
Kann dies mit Radiowellen (viel längeren Wellen) erreicht werden oder liegt es an der stimulierten Emission des Lasers ?
Laserlicht ist räumlich und zeitlich kohärent. Die stimulierte Emission ist hauptsächlich für die zeitliche Kohärenz verantwortlich.
Die Antwort lautet also ja, Sie können einen elektromagnetischen Strahl erzeugen, der räumlich, aber nicht zeitlich kohärent ist, indem Sie eine Lochblende in der Nähe der Quelle platzieren und dann eine weitere Lochblende im Fernfeld der ersten Lochblende. Dieser Strahl wird sich nicht sehr weit ausbreiten. (Denken Sie aber auch daran, dass sich Laserlicht ausbreitet.)
Beachten Sie, dass bei HF-Frequenzen ein "Nadelloch" wahrscheinlich mehrere Meter im Durchmesser hat. Die Fernfeldentfernung ergibt sich aus dieser Ungleichung: , wobei L der Abstand ist, a der Durchmesser des Lochs ist und ist die Wellenlänge.
Das Erzeugen eines HF-Stiftstrahls ist jedoch wahrscheinlich nicht praktikabel. Der im Wikipedia-Artikel erwähnte Begriff "Bleistiftstrahl" wird als beugungsbegrenzt erklärt. Die Größe eines beugungsbegrenzten Strahls wird, glaube ich, mit der Quadratwurzel der Wellenlänge größer. Es wäre eher wie ein Gaspipeline-Strahl als ein Bleistiftstrahl.
Es hängt davon ab, wie groß ein Stift ist, an den Sie denken. Es gibt keinen grundsätzlichen Grund, warum Radiowellen nicht auf die gleiche Weise kollimiert werden können wie sichtbare Lichtstrahlen. Tatsächlich senden einige Radarsysteme ziemlich kollimierte Strahlen bei Funkfrequenzen aus.
Wenn Sie jedoch einen Radiowellenstrahl erzeugen wollen, der die gleiche Größe wie ein typischer Laserstrahl hat, haben Sie Pech. Sie können Licht, egal welcher Wellenlänge, nicht auf eine Entfernung fokussieren, die viel kleiner als eine Wellenlänge ist, und erwarten, dass es dort sehr lange bleibt. Einen halbwegs kollimierten Laserstrahl mit einer Breite von etwa einem Millimeter zu erzeugen, ist eigentlich kein Problem, da die Wellenlängen des sichtbaren Lichts in der Nähe von 500 nm liegen, also etwa 2000-mal kleiner als der Strahl. Radiowellen haben jedoch Wellenlängen, die in Zentimetern oder sogar Metern gemessen werden, und mit diesen können Sie keinen engen Strahl mit einem Durchmesser von einem Millimeter erzeugen.
Nun, Sie brauchen nur Maser :-) http://en.wikipedia.org/wiki/Maser
Nachdem ich darüber nachgedacht habe, denke ich, dass vielleicht der Abstand mehrerer Nadellöcher um die Hälfte der Wellenlänge alle Signale herausfiltern würde, die in die falsche Richtung laufen. Sie würden eine große Menge Energie verlieren, also würde es den Verlust mindern, einen Weg zu finden, die Funkwellen (vielleicht) zu reflektieren, bis ihre Phase und Richtung übereinstimmen. Der Grund, warum ich vielleicht sage, ist, dass ich nicht sicher bin, ob das Prellen von HF-Signalen das Signal erheblich beeinflussen würde. Ich denke, es würde funktionieren, wenn Sie einfach einen Strahl von HF-Signalen wünschen, aber ich weiß nicht, welche Auswirkungen dies auf die Datenintegrität haben würde.
Mit diesem Rechner http://www.csgnetwork.com/freqwavelengthcalc.html können Sie den (ziemlich ungefähren) Abstand der Pinholes bestimmen. Ein genauerer Rechner kann hilfreich sein, obwohl er je nach den Grenzen der Strahlstreuung ausreichend sein kann.
Raskolnikow
00prometheus