За последние полвека жизнь стремительно стала меняться. Большинство из нас принимает достижения современных технологий как должное. Ко всему, что делает жизнь более комфортной, привыкаешь очень быстро. Редко кто задается вопросами «Откуда это взялось?» и «Как оно работает?». Микроволновая печь разогревает завтрак — ну и прекрасно, смартфон дает возможность поговорить с другим человеком — отлично. Это кажется нам очевидной возможностью.

Но жизнь могла бы быть совершенно иной, если бы человек не искал объяснения происходящим событиям. Взять, например, сотовые телефоны. Помните выдвижные антенны на первых моделях? Они мешали, увеличивали размеры устройства, в конце концов, часто ломались. Полагаем, они навсегда канули в Лету, и отчасти виной тому… фракталы.

Фрактальные рисунки завораживают своими узорами. Они определенно напоминают изображения космических объектов — туманностей, скопления галактик и так далее. Поэтому вполне закономерно, что, когда Мандельброт озвучил свою теорию фракталов, его исследования вызвали повышенный интерес у тех, кто занимался изучением астрономии.

Один из таких любителей по имени Натан Коэн (Nathan Cohen) после посещения лекции Бенуа Мандельброта в Будапеште загорелся идеей практического применения полученных знаний. Правда, сделал он это интуитивно, и не последнюю роль в его открытии сыграл случай. Будучи радиолюбителем, Натан стремился создать антенну, обладающую как можно более высокой чувствительностью.
Единственный способ улучшить параметры антенны, который был известен на то время, заключался в увеличении ее геометрических размеров. Однако владелец жилья в центре Бостона, которое арендовал Натан, был категорически против установки больших устройств на крыше.

Тогда Натан стал экспериментировать с различными формами антенн, стараясь получить максимальный результат при минимальных размерах. Загоревшись идеей фрактальных форм, Коэн, что называется, наобум сделал из проволоки один из самых известных фракталов — «снежинку Коха».

Шведский математик Хельге фон Кох (Helge von Koch) придумал эту кривую еще в 1904 году. Она получается путем деления отрезка на три части и замещения среднего сегмента равносторонним треугольником без стороны, совпадающей с этим сегментом. Определение немного сложное для восприятия, но на рисунке все ясно и просто.

Существуют также другие разновидности «кривой Коха», но примерная форма кривой остается похожей.
Когда Натан подключил антенну к радиоприемному устройству, он был очень удивлен — чувствительность резко увеличилась. После серии экспериментов будущий профессор Бостонского университета понял, что антенна, сделанная по фрактальному рисунку, имеет высокий КПД и покрывает гораздо более широкий частотный диапазон по сравнению с классическими решениями. Кроме того, форма антенны в виде кривой фрактала позволяет существенно уменьшить геометрические размеры.

Натан Коэн даже вывел теорему, доказывающую, что для создания широкополосной антенны достаточно придать ей форму самоподобной фрактальной кривой. Автор запатентовал свое открытие и основал фирму по разработке и проектированию фрактальных антенн Fractal Antenna Systems, справедливо полагая, что в будущем благодаря его открытию сотовые телефоны смогут избавиться от громоздких антенн и станут более компактными.

В принципе, так и произошло. Правда, и по сей день Натан ведет судебную тяжбу с крупными корпорациями, которые незаконно используют его открытие для производства компактных устройств связи. Некоторые известные производители мобильных устройств, как, например, Motorola, уже пришли к мирному соглашению с изобретателем фрактальной антенны.

PS: Предвидя возникшие вопросы по этой теме, предполагаю не столь эффективную работу таких антенн. Физику и природу не обманешь. Всякое скручивание и уменьшение размеров антенн вызывает уменьшение её КПД. Такого рода антенны и системы из них возможно применять на достаточно высоких частотах и при желании их миниатюризации. Это уже находит своё применение в сотовых телефонах, резонаторах на микросхемах, печатных платах и так далее.
Высокой эффективности ждать здесь не приходится, но работать в стиснённых условиях они будут и уже работают.

Оригинал статьи: http://www.3dnews.ru/754657

Ссылки по теме:
http://www.terraelectronica.ru/files/mail/s071130.pdf
http://www.slyusar.kiev.ua/ra0209_SLYUSAR.pdf
http://www.emph.com.ua/4/pdf/bolotov.pdf
http://airestech.ru/fraktalnye-antenny
http://www.electronics.ru/files/article_pdf/0/article_593_229.pdf
http://bloganten.ru/fraktalnaya-wifi-antenna/
http://avtokanal.com/forum/6-591-1

Похожие материалы:

• Полуволновый вертикал на 27 МГц
• Антенна для цифрового ТВ
• Антенна FO0AAA
• Фрактальные антенны: лучше меньше, да лучше?
• UW4HW - зонтик
• Наружная телевизионная антенна на 12 каналов
• Трехдиапазонный WARC диполь
• Антенна RA4DX на 160 метров
• A Dual Band VHF/UHF J Pole
• Мульти Дельта
• Универсальная всеволновая антенна для диапазонов MB и ДМВ
• Загадочная польская антенна
• Антенна EI7BA для низкочастотных диапазонов
• Программа MoxGen
• Антенна - Разрезанный квадрат
• Антенна Двойная Базука
• Антенна DX 2000
• Такая разная антенна Windom
• Вертикал для походов
• Антенна радиостанции RX3AKT
• Антенны и аксессуары