Цель измерений: исследование возможности накопления (суммирования) свободной (отрицательной) энергии вакуума электрическим способом (нетепловых методом, описанным в [1]) в симметричной ФАР, состоящей из двух пятилистников. Эта энергия (мощность) индуцирована продольной заузленной электромагнитной волной в электропроводящей среде в виде медных проводников коаксиальной линии передачи.

Измерения проводились в натурных безэховых условиях (в деревянном помещении) при нормальных атмосферных условиях.

Измерительное оборудование: полевой векторный анализатор цепей N9918A (Field Fox) KeySight Technology (США) до частоты 18 ГГц, уровень калиброванной мощности 1 мВт (0 дБм).

ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Принципиальная блок-схема измерительного стенда приведена на рис. 1 для измерения отрицательной энергии вакуума, индуцированной стоячей продольной заузленной электромагнитной волны (ЭМВ) снаружи кабеля передачи.

Рис.1 Принципиальная блок-схема стенда с зондирующей полуволновой петлёй (масштаб не соблюдён).

На рис.1 показана ФАР, состоящая из двух симметричных плеч в виде пятилистников на центральную частоту 2,33 ГГц (длина волны 128 мм в вакумме), которая согласована с помощью симметрирующего полуволнового трансформатора типа «U-колена» с 50-омной коаксиальной линией передачи длиной 0,96 м до генераторного выхода анализатора цепей N9918A. Сечение центрального медного проводника кабеля 3 мм², а диаметр экранирующей оплётки кабеля 8 мм. Зондирующая полуволновая петля представляет собой антенну Пистолькорса. Эта петля зацеплена с кабелем и согласована с помощью симметрирующего полуволнового трансформатора типа «U-колена» с коаксиальной приёмной линией, соединённой с входом анализатора цепей N9918A таким же 50-омным кабелем. С учётом диэлектрической проницаемости изолятора кабеля равной 2,25 длина волны в кабеле равна 88 мм, и на длине передающего кабеля размещается почти 11 длин волн (на центральной частоте 2,33 ГГц).

Для измерения энергии из вакуума, индуцированной стоячей продольной заузленной электромагнитной волны (ЭМВ) снаружи кабеля передачи, и с целью сравнения получаемых результатов по блок-схеме на рис. 1 создан стенд с зондирующей антенной в виде четвертьволнового штыря с дисковым противовесом, показанный на блок-схеме на рис. 2.

Рис. 2 Блок-схема стенда с зондирующим четвертьволновым штырём.

Для определения и контроля затекания электромагнитной энергии обычной поперечной ЭМВ, то есть фидерного эффекта от стандартной штыревой четвертьволновой антенны, создан стенд по блок-схеме, показанной на рис. 3, которая отличается от схем на рис. 1, 2 тем, что ФАР заменена на антенну четвертьволнового штыря с дисковым противовесом.

Рис. 3 Блок-схема стенда контрольного измерения фидерного эффекта от штыревой антенны.

С целью определения влияния такого же фидерного эффекта от стандартной полуволновой петлевой антенны был создан стенд по блок-схеме на рис. 4, который отличается от блок-схемы на рис. 3 тем, что штыревая антенна заменена на полуволновую петлевую антенну, но в качестве зондирующей антенны используется антенна типа четвертьволновый штырь с противовесом.

Рис. 4 Блок-схема стенда для контроля фидерного эффекта от петлевой антенны.

С цель определения потерь и калибровки четвертьволновой штыревой антенны создана измерительная схема, показанная на рис. 5.

На рис. 5 показана штыревая антенн с противовесом, конец штыря которой соединён с разъёмом приёмного входа анализатора цепей, а другой конец через кабель питания соединён с разъёмом передающего выхода анализатора цепей.

С цель определения потерь и калибровки полуволновой петлевой антенны создана измерительная схема, показанная на рис. 6.

Рис. 6 Блок-схема стенда для калибровки зацепленных зондирующих полуволновых петель при наличии зацепленного с ними отрезка кабеля.

На рис. 6 показана блок-схема стенда для калибровки зацепленных зондирующих полуволновых петель при наличии зацепленного с ними отрезка кабеля. Данная схема используется для суммирования мощности сигнала продольной заузленной ЭМВ в виде энергии вакуума в двух петлях.

Для оценки негативного (подавляющего) влияния экранирующей оплётки кабеля на две петли, создан стенд по схеме на рис. 7.

Рис. 7 Блок-схема стенда для калибровки незацепленных зондирующих полуволновых петель при наличии зацепленного с ними отрезка кабеля.

Фото общего вида стенда показано на рис. 8.

Рис. 8 Фото общего вида стенда

На рис. 8 на переднем плане показано приспособление для крепления симметричной ФАР и сама ФАР с подсоединённым к ней кабелем передачи энергии и навешанным на кабель петлевым сборником энергии вакуума. На заднем плане показан анализатор цепей N9918A, соединённый с кабелем передачи. Фото симметричной ФАР, состоящей из двух плеч заузленных пятилистниковых антенн, приведён на рис. 9.

Рис. 9 Фото симметричной ФАР, состоящей из двух плеч заузленных пятилистниковых антенн.

На рис. 9 показана симметричная ФАР, состоящая из двух плеч заузленных пятилистниковых антенн, установленных вертикально. СВЧ-питание от несимметричного 50-омному кабелю подводится к зазору между двумя ближними концами пятилистников через полуволновое согласующе-симметрирующее U-колено и четвертьволновый согласующий шлейф (длиной ~32 мм, - подбирается при настройке ФАР по минимуму КСВ), так как волновое сопротивление ФАР 100 Ом на центральной частоте 2,33 ГГц. На кабеле вблизи ФАР размещён двух петлевой сборник энергии вакуума.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1. Собирается стенд и настраивается КСВ ФАР по минимуму его значения в полосе частот 2,2 ГГц-2,5 ГГц, проводится запись графика КСВ.

2. Измеряется фон внешних сигналов.

3. Производится калибровка и электронное «обнуление» потерь коаксиальных линий передачи путём соединения на проход кабелей от передающего выхода анализатора цепей до приёмного входа этого анализатора.

4. Проводится калибровка зондирующего четвертьволнового штыря по схеме на рис. 5 и калибровка зондирующего полуволновых вибраторов по схемам на рис. 6, 7.

5. Проводится измерение фидерного эффекта штыревой четвертьволновой антенны по схеме на рис. 3 и этого эффекта для полуволновой петлевой антенны на рис. 4.

6. Проводится эксперимент по обнаружению отрицательной энергии вакуума по схеме на рис. 1 с помощью измерения КСВ и затухания сигнала на внешней оболочке кабеля и по схеме на рис. 2.

7. Проводится эксперимент по суммированию мощности отрицательной энергии вакуума в индукторном сборнике СВЧ-энергии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1. График КСВ согласованной ФАР приводится на рис. 10.

Рис. 10 График КСВ согласованной ФАР.

Из графика на рис. 10 видно, что на рабочих частотах ФАР по меткам 1, 2, 3 и, в частности, на центральной частоте 2,34 ГГц ФАР хорошо согласована. Это принципиально важно для понимания того факта, что практически отсутствуют затекающие на наружную поверхность кабеля СВЧ-токи, обуславливающие фидерный эффект, для сравнения измеренный и описанный ниже для стандартных антенн.

2. График измеренного фона электромагнитного излучения в помещение стенда показан на рис. 11.

Рис. 11 Электромагнитный фон в районе стенда.

Из графика на рис. 11 видно, что фон в среднем равен -60 дБм, что более чем на 40 дБ меньше уровней измеряемых сигналов, что достаточно для проводимого исследования.

3. Результат проведения калибровки кабелей.

При калибровке коаксиальных линий передачи путём соединения на проход кабелей от передающего выхода анализатора цепей до приёмного входа этого анализатора измерены потери в кабеле длиной 1 метр не больше -0,5 дБм в полосе частот 2,2 ГГц-2,5 ГГц. После процесса калибровки прибора N9918A они задают электронный начальный «нуль» измерительной схемы.

4. Результат проведения калибровка зондирующего четвертьволнового штыря по схеме на рис. 5 показан на рис. 12.

Рис. 12 График калибровки (потерь) четвертьволнового штыря с дисковым противовесом

Из графика на рис. 12 видно, что уровень потерь четвертьволнового штыря с дисковым противовесом равен в среднем -10 дБм на оси штыря, и эту величину необходимо вычитать в последующих измерениях потерь в симметричной ФАР, причём максимум диаграммы направленности штыря направлен под углом 30 градусов к плоскости противовеса. Фото процесса калибровки показано на рис. 13.

Рис. 13 Фото процесса калибровки антенны четверть волнового штыря.

На рис. 13 показан штырь, вставленный в разъём генераторного выхода анализатора цепей, а кабель питания антенны соединён с разъёмом приёмного входа анализатора цепей.

Затем проводится калибровка зондирующего полуволновых вибраторов по схеме на рис. 6, которые зацеплены с коаксиальной линией передачи. Результат калибровки в виде графика потерь показан на рис. 14.

Рис. 14 График калибровки (потерь) зондирующих полуволновых вибраторов, которые зацеплены с коаксиальной линией передачи.

Из рис. 14 видно, что потери в среднем равны – 20 дБм на две петлевые антенны, а в пересчёте на одну антенну потери равны -10 дБм, столько же как у четвертьволновой штыревой антенны на графике рис. 12. Фото процесса калибровки показано на рис. 15.

Рис. 15 Фото процесса калибровки двух зондирующего полуволновых вибраторов, которые зацеплены с коаксиальной линией передачи.

Из рис. 14 и 15 видно, что зацепление с кабелем увеличивает потери в петлевой антенне, то должно быть компенсировано в сумматоре отрицательной энергии вакуума. Эти дополнительные нежелательные потери обнаруживаются с помощью схемы калибровки незацепленных петлевых антенн, результат измерения потерь для этого случая показан на рис. 16.

Рис. 16. График потерь незацепленных с кабелем двух полуволновых петлевых антенн.

Фото процесса калибровки незацепленных двух полуволновых петлевых показано на рис. 17.

Рис. 17 Фото процесса калибровки двух полуволновых петлевых антенн не зацепленных с кабелем.

Из сравнения графиков на рис. 14 и рис. 16 видно, что потери в незацепленных антеннах уменьшаются на 5 дБ, что может быть использовано в сумматорах энергии вакуума.

5. Результаты измерение фидерного эффекта штыревой четвертьволновой антенны по схеме на рис. 3 и этого же эффекта для полуволновой петлевой антенны на рис. 4.

Сначала проводится измерение фидерного эффекта для четвертьволновой штыревой антенны с противовесом по схеме на рис. 3 при положении зондирующей полуволновой петлевой антенны в ближней зоне этой антенны на расстоянии порядка полволны поперечной ЭМВ от диэлектрика кабеля - примерно 40 мм как показано на фото на рис. 18.

Рис. 18 Фото измерения фидерного эффекта в ближней зоне четвертьволновой штыревой антенны с помощью зондирующей полуволной петлевой антенной.

На фото рис. 18 показано расположение зондирующей полуволновой петлевой антенны в ближней зоне штыревой антенны с противовесом При этом зондирующая антенна зацеплена с кабелем. Показана разметка на линейке через одну длину волны (88 мм) в диэлектрике кабеля. Измеренный график затухания показан на рис. 19.

Рис. 19 График фидерного эффекта (затекания ЭМВ) штыревой антенны в её ближней зоне, измеренный зондирующей петлевой антенной.

Из рис. 19 видно, что с возрастанием частоты затухание затекающей поперечной ЭМВ увеличивается по линейному закону (в логарифмическом масштабе по оси ординат), так как ближняя зона сокращается с уменьшением длины волны и при фиксированном расположении зондирующей антенны потери затекающей волны на экран кабеля растут (т.е. сигнал быстро уменьшается по экспоненциальному закону). Фото процесса измерения потерь затекания ЭМВ показано на рис. 20.

Рис. 20 Фото процесса измерения зондирующей петлевой антенной потерь затекающей ЭМВ на экран кабеля вблизи генератора на метке «1» линейки.

На рис. 20 показано расположение зондирующей петлевой антенны на выходном разъёме генератора (по разметке на линейке). Вблизи генератора (см. рис. 20) на расстоянии 13 длин волн (в волновой зоне Фраунгофера) от штыревой антенны график потерь затекающей волны на экран кабеля показан на рис. 21.

Рис. 21 График потерь затекающей поперечной ЭМВ на экран кабеля вблизи генератора на расстоянии 13 длин волн от ФАР (в волновой зоне Фраунгофера в кабеле).

Из рис. 21 видно, что потери (-50 дБ) затекающей ЭМВ возросли на 30 дБ по экспоненциальному закону и близки к уровню фона (-60 дБм на рис. 11).

График КСВ согласованной штыревой антенны показан н рис. 22.

Рис. 22 График КСВ штыревой антенны с противовесом.

Из графика на рис. 22 видно, что штыревая антенна с противовесом хорошо согласована (КСВ менее 1, 5) в рабочей полосе частот.

Для сравнения проведены аналогичные эксперименты по измерению фидерного эффекта для полуволновой петлевой антенны, где в качестве зондирующей антенны использовалась четвертьволновая штыревая антенна по схеме на рис. 4. Фото процесса измерения затекания поперечной ЭМВ на экранирующую оплётку кабеля в ближней зоне полуволновой петлевой антенны с помощью зондирующего четвертьволнового штыря показано на рис. 23.

Рис. 23 Фото процесса измерения фидерного эффекта на полуволновой петлевой антенне зондирующей четвертьволновой антенной.

На рис. 23 зондирующая штыревая антенна расположена на краю ближней зоны петлевой антенны на расстоянии примерно 43 мм (половина длины ЭМВ в кабеле). Результат измерения затухания показан на графике на рис. 24.

Рис. 24 График затухания фидерного эффекта на полуволновой петлевой антенне зондирующей четвертьволновой антенной.

Из рис. 24 видно, что с возрастанием частоты (с уменьшением длины волны) затухание возрастает по линейному закону в логарифмическом масштабе аналогично графику на рис. 19 для фидерного эффекта на штыревой антенне, То есть затухание возрастает по экспоненциальному закону (т.е. сигнал быстро уменьшается по экспоненциальному закону). Фото процесса измерения фидерного эффекта на выходе генератора, т.е. на входе питающего кабеля полуволной петлевой антенны с помощью зондирующей четвертьволновой штыревой антенной приведено на рис. 25.

Рис. 25 Фото процесса измерения фидерного эффекта на выходе генератора, т.е. на входе питающего кабеля полуволной петлевой антенны.

На фото рис. 25 показана зондирующая штыревая антенна, расположенная около выходного разъём генератора на расстоянии 11 длины волны от петлевой антенны, при этом полуволновая петлевая антенна находится в стороне от разъёма. Результат измерения затухания фидерного эффекта для этого случая показан в виде графика на рис. 26.

Рис. 26 График затухания фидерного эффекта на выходе генератора, т.е. на входе питающего кабеля полуволной петлевой антенны зондирующей четвертьволновой антенной.

Из рис. 26 видно, что уровень затухания в среднем =47 дБм, что на 27 дБ меньше, чем уровень затекания около петлевой антенны как на рис. 24.

То есть фидерный эффект петлевой антенны аналогичен фидерному эффекту штыревой антенны на рис. 21.

6. Результаты проведения экспериментов по обнаружению отрицательной энергии вакуума по схеме на рис. 1 с помощью измерения КСВ и затухания сигнала на внешней оболочке кабеля и по схеме на рис. 2.

Важно то, что для заузленных антенн (ФАР) заузленной ЭМВ фидерный эффект тоже присутствует от действия поперечной заузленной компоненты заузленной ЭМВ, но кроме того существует действие продольной заузленной компоненты этой волны в виде стоячей волны СВЧ-тока в оплётке кабеля и центральном проводнике кабеля. СВЧ-тока и энергии индуцированы продольной заузленной компонентой ЭМВ, они усилены упорядоченными нулевыми колебаниями вакуума отрицательной энергии.

Этот эффект усиления наблюдался на стенде (фото рис. 8 и рис. 9).

При настройке ФАР график коэффициента стоячей волны, измеренный анализатором цепей, именно по поперечной компоненте ЭМВ показан на рис. 2, этот график свидетельствует, что обычная отражённая от ФАР поперечная ЭМВ отсутствует на рабочих частотах (КСВ~1). Однако снаружи кабеля измеряется большой уровень СВЧ-сигнала на всём протяжение кабеля от ФАР до выхода генератора как показано на графике рис. 27 и на других рисунках показанных ниже. В частности, на рис. 27 показан сигнал в зондирующей петлевой антенне на расстояние длины волны от ФАР (в начале волновой зоны Френеля в кабеле) перед U-коленом.

Рис. 27 Затухание сигнала снаружи кабеля в начале волновой зоны (λ) Френеля в кабеле вблизи ФАР, измеренное зондирующим штырём.

На рис. 27 видно, что в начале волновой зоны (λ) Френеля вблизи ФАР минимальный уровень потерь равен -16,11 дБм, а с учётом потерь (-10 дБм) в зондирующей петле этот уровень равен -6,11 дБм и незаметно влияние фидерного эффекта вблизи ФАР в виде уменьшения уровня мощности сигнала по линейному закону в логарифмическом масштабе или по экспоненциальному закону в пространстве снаружи кабеля как это наблюдается для стандартных антенн (штыря и петли на рис.19 и рис. 24), Это уменьшение не обнаруживается, так как начинается генерация и усиление энергии из вакуума, компенсирующая убывание энергии в фидерном эффекте. На выходе генератора на расстоянии 11 длин волн от ФАР (в стоячей продольной заузленной ЭМВ) в кабеле, т.е. на входе питающего кабеля ФАР длиной 0,96 метра вид графика сигнала принципиально иной и показан на рис. 28.

Рис. 28 График затухания сигнала на расстоянии 11 длин волн от ФАР (в стоячей продольной заузленной ЭМВ) на входе питающего кабеля ФАР (выходе генератора), измеренного зондирующим штырём.

Из графика на рис 28 видно, что входе питающего кабеля ФАР на маркере «2» уровень минимальных потерь -11,94 дБм, а с учётом потерь (-10 дБм) в зондирующей петле, он равен - 1,94 дБм и сигнал возрос в среднем на 4 дБ (в 2,5 раза) по сравнению с сигналом (-6,11 дБм) в начале волновой зоны (λ) Френеля в кабеле вблизи ФАР (на рис. 27). То есть при удалении от ФАР к генератору на всю длину кабеля длиной 0,96 метра, сигнал увеличился, а не уменьшился на 30 дБ как для фидерного эффекта по экспоненциальному закону до уровня -50 дБм (что показано на рис. 21, рис. 26). Следовательно, произошло усиление сигнала, индуцированного из вакуума продольной заузленной ЭМВ в электропроводящей среде кабеля (в медной оплётке и центральном проводнике кабеля). Непосредственно на входе одного элемента ФАР (входе пятилистника) значения потерь, измеренные зондирующей четвертьволновой штыревой антенной показаны на графике рис. 29.

Рис. 29 График потерь непосредственно на входе элемента ФАР (на входе пятилистника), измеренных зондирующей четвертьволновой штыревой антенной.

Из графика на рис. 29 видно, что на входе элемента ФАР минимальные потери на маркере «2» -11,82 дБм достигаются в точке минимального КСВ~1 ФАР, а с учётом потерь -10 дБм в зондирующей штыревой антенной, эти потери равны -1,82 дБм. Сравнивая с графиком на рис. 28, где минимальные потери снаружи кабеля на выходе генератора -11,94 дБм (или - 1,94 дБм) видно, что классический фидерный эффект в кабеле практически отсутствует (так как отсутствуют экспоненциальные потери), а обнаруживается генерация свободной (отрицательной) энергии вакуума, индуцированной продольной заузленной ЭМВ излученной ФАР. Частично компенсируются даже суммарные потери в согласующе-симметрирующем устройстве (U- колене) и шлейфовом четвертьволновом трансформаторе волнового сопротивления ФАР (но пока непонятен механизм такой компенсации по-видимому связанный с влиянием неоднородностей в линии передачи).

На входе согласующего «U-колена» на расстоянии половины длины волны равной 44 мм потери возрастают и показаны на рис. 30.

Рис. 30 График потерь на входе согласующего «U-колена» и шлейфа около ФАР на расстоянии половины длины волны (λ/2) равной 44 мм.

Из графика на рис. 30 видно, что уровень минимальных потерь на маркере «2» частоты 2,34 ГГц возрос по сравнению потерями на входе ФАР на рис. 29 до величины -14,36 дБм, а с учётом потерь (-10 дБм) в зондирующей четвертьволновой штыревой антенны, эти потери равны -4,36 дБм, что меньше по величине на -2,54 дБ, чем на входе антенны (на рис. 29) и соответствуют потерям в сумме с согласующе-симметрирующем устройстве (U- колене), в шлейфовом четвертьволновом трансформаторе волнового сопротивления ФАР и местах стыка и пайки проводников.

На выходе элемента ФАР (на выходе пятилистника измерены потери на излучение продольной заузленной компоненты ЭМВ, показанные на рис. 31.

Рис. 31 График затухания сигнала на выходе элемента ФАР (на выходе пятилистника).

На рис. 31 показан уровень мощности излучения в пространстве продольной заузленной компоненты в узком луче в одном направлении оси ФАР, этот уровень мощности по графику равен -18,38 дБм, а с учётом потерь (-10дБм) в зондирующей штыревой эта излученная мощность равна -8,38 дБм. По сравнению с мощностью, подводимой к входу в ФАР равной -11,82 дБм (см. график на рис. 29) наблюдается уменьшение мощности излучения в пространство по оси продольной заузленной компоненты ЭМВ, так как часть мощности (-13,89 дБм см. рис. 50) излучилась в поперечном направлении к оси ФАР в виде поперечной заузленной ЭМВ. Следовательно, в самой ФАР от точки выхода её излучения по оси обратно до точки входа в ФАР (см. рис. 29) происходит усиление (генерация) свободной энергии вакуума в пятилистнике ФАР на 6,56 дБ=-11,82 дБм+18,38 дБм, а от этой точки входа в ФАР до точки начала волновой зоны (λ) Френеля на рис. 27 происходит резкое уменьшение мощности на -4,29 дБ= = - 16,11дБм +11,82 дБм, но затем от начала волновой зоны (λ) Френеля до выхода генератора анализатора цепей происходит опять усиление сигнала путём генерации дополнительной сводной отрицательной энергии вакуума в электропроводниках (металле) кабеля (см. рис. 28) на величину

4, 17 дБ= -11, 94 дБм+ 16,11дБм.

- всего по формуле баланса энергии усиление на

6,56 дБ -4,29 дБ+ 4,17 дБ= 6,44 дБ (в 4,4 раза). (1)

Результирующая эпюра изменения затухания и усиления приведена на рис. 32.

Рис. 32 Эпюра линейного в среднем изменения затухания и усиления в логарифмическом масштабе (в дБм) или экспоненциального изменения в линейном масштабе (в мВт).

Важно подчеркнуть, что дополнительная энергия от ФАР к генератору это не фидерный эффект и не отражённая энергия, так как сохраняется КСВ ~1 показанный на рис. 10.

При указанном усилении 6,44 дБ, КПД созданного устройства равно 440% (без учёта неизбежных потерь энергии в системе генерации, приёма, передачи и накопления энергии). Как показано выше в случае усиления относительно двух точек: от точки начала волновой зоны (λ) Френеля (рис. 27) до точки выхода генератора, усиление равно 4 дБ (в 2,5 раза) (рис. 28), следовательно, КПД устройства равно 250%. Если учитывать всю интегральную энергию, индуцированную стоячей продольной заузленной волны вокруг кабеля и по всей его длине, то достижимо усиление не менее 20 дБ, тогда полное КПД устройства равно 10000% при условии полного сбора-накопления этой энергии (расчёт приводится ниже см. формулу (2)).

Измерение потерь стоячей продольной заузленной ЭМВ проводилось по блок-схеме на рис. 2 путём перемещения, зондирующей антенны вдоль кабеля по меткам на линейке, подложенной под кабель как показано на фото на рис. 33 а,б, в применительно к перемещению петли.

На рисунках 33а, 33б, 33в для примера показано последовательное положение зондирующей антенны на метке «7L» расстояние 7 длин волн от выхода генератора, метке «8L» расстояние 8 длин волн от выхода генератора, метке «9L» - 9 длин волн от выхода генератора. Длина кабеля помечена от метки «1L» –выход генератора до - «13L» -вход ФАР.

График затухания стоячей волны на расстоянии одной длины волны от выхода генератора на метке «2L», измеренный зондирующей четвертьволновой антенной показан на рис. 34.

Рис. 34 График затухания стоячей волны на расстоянии одной длины волны от выхода генератора на метке «2L», измеренный зондирующей четвертьволновой антенной.

На рис. 34 видно, что минимальные потери возросли (на маркере «2») до значения -19,56 дБм на 7 дБ по сравнению с графиком на рис. 28.

С учётом потерь (-10 дБм) в зондирующем штыре этот уровень потерь равен -9,56 дБм. Этот уровень минимальных потерь будет держаться на всей длине кабеля в максимумах стоячей продольной заузленной ЭМВ. Например, на расстояние 5 длин волн от выхода генератора график потерь показан на рис. 35.

Рис 35 График потерь стоячей продольной заузленной ЭМВ на расстояние 5 длин волн от выхода генератора.

На рис. 35 видно, что в пучности волны минимум потерь на маркере «2» равен или -10,66 дБм с учётом потерь в зонде, в узле стоячей волны максимум потерь находится н частоте выше и ниже центральной частоты.

При сдвиге зонда на половину длины волны 43 мм в кабеле на маркере «2» центральной частоты наблюдается провал графика на максимуме потерь до -45 дБм как показано на рис. 36.

Рис. 36 График потерь стоячей заузленной продольной компоненты ЭМВ при сдвиге зонда на половину длины волны 38 мм ЭМВ в кабеле.

На рис. 36 видно, что интерференционный максимум потерь на маркере «2» при сдвиге на половину длину волны в кабеле в сторону ФАР соответствует исходному положению зонда в минимуме потер на рис. 35. Следующий сдвиг зонда ещё на половину длин волны в сторону ФАР возвращает минимум потерь на маркер «2» как показано на рис. 37.

Рис. 37. График потерь при следующем сдвиге зонда ещё на половину длин волны в сторону ФАР возвращает минимум потерь на маркер «2».

На рис 37 видно, что график потерь повторяет график потерь через одну длину волны подобны графику на рис. 35. Такие максимумы и минимумы стоячей волны чередуются до входа ФАР. Однако на сдвиге 10 длин волн от генератора или одну длину волны от ФАР происходит скачком уменьшение потерь как показано на рис. 38.

Рис. 38 График скачкообразного уменьшения потерь стоячей продольной заузленной волны в кабеле на расстоянии одной длины волны от ФАР.

Из графика на рис. 38 видно, что потери резко уменьшаются до уровня -14,36 дБм или -4, 36 дБм с учётом потерь -10 дБм в зонде, тоже происходит при сдвиге зонда к выходу генератора по метке «1L» начала линейки (см. фото рис. 20) как показано на графике рис. 28. Механизм таких скачков не ясен и видимо связан с резонансными свойствами ФАР и выходных контуров генератора, так как заграждающий ферритовый циркулятор на выходе генератора, работающий на обычной поперечной ЭМВ, проницаем для обратной стоячей продольной заузленной ЭМВ, индуцированный ФАР.

Измерение пространственного распределения энергии вокруг кабеля и ФАР по принципиальной блок-схеме на рис. 2, где зондирующая четвертьволновая штыревая антенна с противовесом поднималась над кабелем на штативе в виде штангель-циркуля, на котором крепился этот зонд. На фото на рис.39 показана конструкция штатива с укреплённой на ней зондом.

Рис. 39 Фото конструкции конструкция штатива с укреплённой на ней зондом в виде штыря с противовесом.

На рис. 39 зонд, установленный в максимуме стоячей продольной заузленной ЭМВ, поднимался по меткам штангель-циркуля от нулевого уровня, т.е. точки касания кабеля штырём, вверх по линейно нарастающим высотам:

0λ≈ 0, 1/8λ~11 мм, 1/4λ~ 22 мм, 1/2λ~44 мм, 5/8λ~55 мм, 6/8λ~66 мм, где

λ~ 88 мм. Результат измерения затухания волны мощности (энергии) с высотой показан последовательно на рисунках 40, 41, 42, 43, 44, 45 соответственно указанным высотам.

Рис. 40 График затухания для зонда на нулевой отметке «0λ~ 0», т.е. на поверхности кабеля.

Рис. 41 График затухания для зонда на высоте 1/8λ~11 мм от поверхности кабеля.

Рис. 42 График затухания для зонда на высоте 1/4λ~22 мм от поверхности кабеля.

Рис. 43 График затухания для зонда на высоте 1/2λ~44 мм от поверхности кабеля.

Рис. 44 График затухания для зонда на высоте 5/8λ~55 мм от поверхности кабеля.

Рис. 45 График затухания для зонда на высоте 6/8λ~66 мм от поверхности кабеля.

В данной конструкции дальнейшее увеличение высоты не имеет смысла, так как растёт погрешность фиксации максимума стоячей волны. Но из анализа графиков на рисунках 40ч45 на центральной частоте на маркере «2» уже видно, что с увеличением высоты затухание в логарифмическом масштабе возрастает по линейному закону, следовательно, в пространстве затухание возрастает по экспоненциальному закону как показано на графике на рис. 46.

То есть волна вне кабеля подобна поверхностной ЭМВ на поверхности диэлектрических волноводов, где касательный к поверхности вектор напряжённости электрического поля не равен нулю, но на поверхности металла поверхностная ЭМВ не существует, так как, наоборот, касательный к поверхности вектор напряжённости электрического поля равен нулю. Поэтому в описанном эксперименте существует именно продольная ЭМВ в электропроводящей оплётке кабеля и в центральном проводнике кабеля в форме заузленной продольной ЭМВ с отрицательной энергией, возбуждающей нулевые колебания вакуум.

Рис. 46 График линейного в логарифмическом масштабе затухания мощности стоячей продольной заузленной волны в пространстве вокруг кабеля.

На рис. 46 показан график в логарифмическом масштабе линейно уменьшающейся мощности или быстро уменьшающейся по экспоненциальному закона в пространстве вокруг кабеля, т.е. это поле не излучается, что фиксируется зондирующими антеннами около кабеля.

Вся энергия индуцированная из вакуума продольной волной в металле кабеля остаётся в металле, нагревая его, превращаясь в тепло с температурой 400⁰С, как описано в [1, 2], если не сделать устройство отбора этого тепла.

Характер распространения ЭМВ вокруг ФАР измерялся примерно в волновой зоне Френеля путём размещения зондирующей штырьковой антенны в нескольких характерных направлениях относительно оси ФАР. Вариант ориентации зондирующего штыря вдоль оси ФАР в ближней зоне показан на фото рис. 47.

Рис. 47 Фото ориентации зондирующего штыря вдоль оси ФАР в ближней зоне.

На фото рис. 47 показан сверху зондирующий штырь с дисковым противовесом направленный вниз на центральный штырь пятилистника ФАР в ближней зоне, когда зондирующий штырь может принимать продольную заузленную ЭМВ, вектор напряжённости электрического поля которой направлено вдоль зондирующего штыря, но в дальней волновой зоне диаграмма направленности зондирующего штыря быстро расходится в объёме конуса, поэтому его напряжённость поля убывает как 1/R³. Потеря мощности излучения продольной заузленной компоненты показан на выходе элемента ФАР (пятилистника) на графике рис. 31. На рис. 48 показано фото разворота зондирующего штыря ортогонально оси ФАР в её ближней зоне над остриём центрального штыря пятилистника.

Рис. 48 Фото разворота зондирующего штыря ортогонально оси ФАР в её ближней зоне над остриём центрального штыря пятилистника.

Важно отметить, что на рис. 48 и на всех последующих рисунках диаграмма направленности для поперечной ЭМВ зондирующей штыревой антенны наклонена своим максимумом к плоскости противовеса на угол 30 град., что обеспечивает однозначный максимальный принимаемый сигнал.

Измеренный график затухания сигнала этого варианта ориентации показан на рис. 49, причём измерения проводились в волновой зоне Френеля на расстояние 2λ от фазовых центров обеих антенн.

Рис. 49 График затухания сигнала при почти ортогональной ориентации зондирующего штыря и штыря пятилистника ФАР.

Из рис. 49 видно, что на центральной частоте ФАР (маркере «2») зондирующая четвертьволновая штыревая антенна, которой является обычной антенной поперечной ЭМВ, не принимает продольную заузленную ЭМВ вдоль оси ФАР. На фото рис. 50 показана ориентация зондирующей штыревой антенны своим максимумом диаграммы направленности на максимум поперечной компоненты заузленной ЭМВ от ФАР.

Рис. 50 Фото взаимной ориентации зондирующей штыревой антенны своим максимумом диаграммы направленности на максимум поперечной компоненты заузленной ЭМВ от ФАР

На рис. 50 видно, что максимум зондирующего штыря отклонен примерно на 30 градусов от плоскости её противовеса и направлен на плоскость, ортогональную оси ФАР, где находится максимум её излучения поперечной компоненты заузленной ЭМВ. График затухания излучения для этого варианта показан на рис. 51.

Рис. 51 График затухания поперечной компоненты заузленной ЭМВ, излученной ФАР в направлении максимума излучения.

На рис. 51 показан максимум излучения поперечной компоненты заузленной ЭМВ равный -13, 89 дБм с учётом потерь -10 дБм в зондирующем штыре.

Используя измерения распределения полей можно представить нижеследующую качественную схему распределения мощности полей вокруг антенны и кабеля показанную на рис. 52 в соответствии в рис. 1.

Рис.52 Качественная схема распределения мощности вокруг ФАР, внутри и снаружи коаксиального кабеля.

На рис. 52 отмечены:

• максимум стоячей продольный заузленной ЭМВ на входе ФАР равный
  
• 1,82 дБм (0,66 мВт) согласно графика рис. 29;
  
• максимум стоячей продольной компоненты заузленной ЭМВ в начале волновой зоны (λ) Френеля снаружи ФАР равный -6,11 дБм согласно графика на рис. 27;
  
• максимум стоячей продольной компоненты заузленной ЭМВ на входе U-колена (λ/2) равный -4,36 дБм снаружи кабеля согласно рис. 30;
  
• максимум излучения поперечной компоненты заузленной ЭМВ в пространстве равный -13,89 дБм согласно графика на рис. 51;
  
• максимум излучения продольной компоненты заузленной ЭМВ в пространстве равный -8,38 дБм согласно графика на рис. 31;
  
• максимумы каждой из 11 волн стоячей продольной заузленной ЭМВ снаружи кабеля равные -9,56 дБм согласно графика на рис. 34;
  
• направление излучения поперечной коаксиальной ЭМВ внутри кабеля вдоль которого излучается калиброванная мощность 0дБм (1 мВт) генератором анализатора цепей N9918A;
  
• максимум стоячей продольной заузленной ЭМВ на выходе генератора на расстоянии 11 длин волн в диэлектрике кабеля равный - 1,94 дБм (0,64 мВт) согласно рис. 28;
  
• разъём выхода генератор на расстоянии 11 длин волн (96 мм) от ФАР.
  

В процессе подготовки и проведения эксперимента создана экспериментальная установка стенда, которая по сути представляет собой макет прообраза излучающего прибора (ФАР, кабеля и генератора), например, передатчика для систем радиосвязи, КПД которого 440% согласно формулы баланса энергии (1). Именно этот прибор, как передатчик, выполняет полезную работу, излучая в пространство энергию продольной заузленной ЭМВ мощностью -8,38 дБм (0,15 мВт), т.е. он излучает в пространство полезную мощность в виде продольной заузленной ЭМВ, индуцированной на входе ФАР мощностью -1,82 дБм (0,66 мВт) поперечной коаксиальной ТЕМ типа ЭМВ от генератора по прямому каналу, но эта ФАР отдаёт обратно в сторону генератора (по обратному каналу) мощность -1,94 дБм (0,64 мВт) на выход генератора путём индуцирования стоячей продольной компонентой ЭМВ с отрицательной энергией, локализованной внутри электропроводящего материала кабеля. Следовательно, при выходной мощности генератора 0 дБм (1 мВт) наблюдаемые потери в связанных компонентах системы: в длинном кабеле, поворотах кабеля, в местах пересечения проводников с пайкой, в согласующих устройствах и ФАР и т.д., равны -0,12 дБ по обратному каналу (мощность уменьшается на 0,02 мВт), что меньше, чем потери по прямому каналу (-1,82 дБм), это уменьшение потерь обусловлено генерацией дополнительной отрицательной энергии вакуума. Важно ещё раз подчеркнуть, что дополнительная энергия в канале от ФАР к генератору это не отражённая энергия от ФАР, так как сохраняется КСВ ~1 показанный на рис. 10.

В соответствии с изложенным конструктивная схема прообраза этого излучающего прибора (передатчика) и одновременно генератора дополнительной отрицательной энергии показана на рис. 53.

Рис. 53 Конструктивная схема прообраза излучающего прибора и одновременно генератора дополнительной отрицательной энергии.

На схеме рис. 53 показан прямой канал передачи СВЧ-энергии от генератора к ФАР с помощью коаксиальной поперечной бегущей ЭМВ типа ТЕМ положительной энергией, распространяющейся по диэлектрику кабеля между экранной оплёткой кабеля и центральным проводником кабеля. Обратный канал движения отрицательной энергии в виде стоячей продольной заузленной ЭМВ отрицательной энергии и индуцированной дополнительной отрицательной энергии вакуума образован электропроводящей средой (металлом) экранной оплётки кабеля и центрального проводника кабеля, причём эта энергия существует внутри металла, а не в скин-слое. Эта дополнительная отрицательная энергия нагревает металл кабеля, если её не отбирать внешним устройством суммирования энергии.

7. Результаты проведения эксперимента по суммированию мощности отрицательной энергии вакуума в индукторном сумматоре СВЧ-энергии.

С целью отбора дополнительной свободной энергии вакуум и прямого преобразования её в электрическую энергии был создан и испытан индукторный сумматор энергии, смонтированный около кабеля, по сути этот сумматор уже показан на фото рис. 20; в сумматоре две зондирующих петли параллельно по СВЧ-току работают на общий согласованный зондирующий кабель, соединённый с приёмным входом анализатора цепей, конструкция прибора показана на фото рис. 54. То есть суммирование осуществляется параллельным способом по СВЧ-току.

Рис. 54 Фото 2-х петлевого устройства суммирования энергии двумя петлями зацепленных с кабелем, работающими на один согласованный U-коленом вход кабеля.

На рис 54 показано устройство двух петлевого сумматора энергии двумя петлями зацепленных с кабелем, работающими параллельно на один вход кабеля, согласованного U-коленом. Результат измерения затухания мощности этого сумматора показан на рис. 55.

Рис. 55 График затухания на 2-х петлевом сумматоре энергии.

На рис. 55 величины потерь необходимо сравнить с потерями измеренными на одной петле на рис. 56, когда одна петля отключена (отпаяна) от входа на кабель.

Рис. 56 Фото 2-х петлевого сумматора, где одна петля отключена от входа на кабель.

Для отключённой петли как показано на рис. 56 измерено затухание, показанное на рис. 57.

Рис. 57 График затухания при отключённой одной петли сборника.

Из сравнения графиков на рис. 55 и рис. 57 видно, что потери в двух петлях в среднем уменьшаются на 2 дБм относительно потерь в одной петле. Произошло суммирование мощностей по току с учётом взаимного индуктивного гашения энергии петель. Следовательно, на 5 петлях произойдёт увеличение мощности до 10 дБ, т.е. должна осуществится компенсация собственных потерь сумматора (-10дБ), дальнейшее увеличение числа петель, например до 10 петель создаст избыток энергии порядка 10 дБ для использования в автономном генераторе энергии вакуума (описан ниже).

Другой вариант суммирования мощности заключается в перенаправлении энергии излученной ФАР в пространство (её график показан на рис. 31) в кабель с помощью внешней резонансной коаксиальной петли, связывающей два конца центральных стержней двух пятилистников ФАР как показано на рис. 58.

Рис. 58 Фото внешней резонансной коаксиальной петли, расположенной на ФАР.

На фото рис. 58 показана резонансная петля на нечётное число полуволн (44 мм) в кабеле и зондирующий штырь с противовесом. Использовалась петля на 11 полуволн длиной 484 мм. Поэтому образовался составной резонатор из этой внешней петли и кабеля передачи энергии, длиной 11 длин волн. График затухания, измеренный зондирующим штырём в ближней зоне на половине длине волны от ФАР при наличии внешней резонансной петли показан на рис. 59.

Рис. 59 График затухания, измеренный зондирующим штырём в ближней зоне на половине длине волны от ФАР при наличии внешней резонансной петли.

На рис. 59 показано, что минимальное затухание равно -4,07 дБм с учётом потерь -10 дБм в зондирующем штыре. Из сравнения графика на рис. 27 затухания без внешней резонансной петли и графика на рис. 58 при наличии резонансной петли видно, что затухание уменьшилось на 2 дБм, то есть отрицательная энергия продольного поля заузленной волны с выхода ФАР перераспределилась на вход ФАР, где были потери -1,82 дБм (рис. 29).

Поэтому с входа ФАР в кабель по обратному каналу пошла суммарная энергия продольного поля и энергии вакуума 0,12дБм=2дБм-1,82 дБм, которая компенсировала потери по обратному каналу как показано на рис. 52 от ФАР к генератору равные -0,12дБм, т.е. ко выходу генератора по обратному каналу приходит уже сигнал 0 дБм (1мВт): столько же сколько излучил генератор по прямому каналу в кабель в виде поперечной коаксиальной ЭМВ мощностью 0 дБм (1 мВт).

Следовательно, описанная система с внешней резонансной петлёй в принципе способна к самоподдерживанию отрицательной энергии из вакуума без затрат энергии от внешнего источника электропитания, т.е. со сколь угодно большим КПД.

Присутствие избыточной энергии из вакуума в контуре из связанных прямого и обратного канала обнаруживалось по возрастанию индуцированного фона среднем до -30 дБм как показано на рис. 60.

Рис. 60 График затухания индуцированного фона избыточной энергии из вакуума в контуре из связанных прямого канала и обратного канала.

На графике рис.60 видно, что средний уровень индуцированного коррелированного фона превышает естественный фон на рис. 11 и фидерный эффект на рис. 21 в среднем на 20 дБ.

ВЫВОДЫ.

1. В процессе подготовки эксперимента по сути создан прообраз генератора отрицательной свободной энергии вакуума, индуцированной отрицательной энергией продольной заузленного электромагнитной волны, созданной СВЧ-генератором поперечной ЭМВ типа ТЕМ в коаксиальном кабеле передачи энергии от генератора к заузленной антенне в форме симметричной ФАР, состоящей из двух пятилистников.

2. Измерен фидерный эффект согласованных с кабелем стандартных антенн: полуволнового петлевого вибратора и четвертьволновой штыревой антенны с противовесом для сравнения с распределением энергии вокруг кабеля, индуцированной заузленной симметричной ФАР, при этом затухание поперечной ЭМВ в этих антеннах на длине кабеля в 11 длин волн (128 мм) находится на уровне измеренного фона -50 дБм.

3. Измерено КСВ симметричной ФАР в полосе частот от 2,2 ГГц до 2,5 ГГц на центральной рабочей частоте ~2,3 ГГц. ФАР хорошо согласован по КСВ менее 1,2, то есть отражённая от ФАР поперечная ЭМВ практически отсутствует.

4. При указанном КСВ симметричной ФАР снаружи вокруг кабеля передачи СВЧ-энергии от выхода генератора анализатора цепей до входа в ФАР обнаруживается энергия, измеренная калиброванной зондирующей антенной типа полуволнового петлевого вибратора и зондирующей четверть волновой штыревой антенной с противовесом, эти зонды имеют потери -10 дБ в указанной полосе частот. Уровень излученной энергии в виде заузленной продольной компоненты ЭМВ по оси ФАР равен 0,15 мВт при калиброванной мощности генератора 1 мВт снаружи кабеля перед ФАР (в прямой канале распространения коаксиальной поперечной ЭМВ), измеренная мощность равна 0, 66 мВт, а на входе кабеля (на выходе генератора) в обратном канале распространения продольной заузленной ЭМВ и индуцированной ею отрицательной энергии вакуума, измеренная мощность равна 0,64 мВт. Причём при калибровке кабеля длиной 960 мм измерено затухание мощности в нём равное 0,89 мВт~0,9 мВт (на 0,5 дБм) при входной мощности 1 мВт. То есть сумарные потери в кабельной системе при возбуждении в ней продольной заузленной ЭМВ и отрицательной энергии вакуума отсутствуют с точностью до погрешностей измерительной системы.

5. Созданное измерительное устройство по сути представляет собой макет прообраза излучающего прибора (ФАР, кабеля и генератора), например, передатчика для систем радиосвязи, КПД которого 440%, так как система открыта в вакууме.

6. Измерено распределение энергии снаружи кабеля и обнаружен неизлучающий характер этого распределения, по мощности убывающий по экспоненциальному закон перпендикулярно оси кабеля. В результате сделан вывод о двухканальном распространении энергии в кабеле, где реализуется прямой канал передачи СВЧ-энергии от генератора к ФАР с помощью коаксиальной поперечной бегущей ЭМВ типа ТЕМ положительной энергией, распространяющейся по диэлектрику кабеля между экранной оплёткой кабеля и центральным проводником кабеля. Обратный канал движения отрицательной энергии в виде стоячей продольной заузленной ЭМВ отрицательной энергии и индуцированной дополнительной отрицательной энергии вакуума образован электропроводящей средой (металлом) экранной оплётки кабеля и центрального проводника кабеля, причём эта энергия существует внутри металла, а не в скин-слое. Эта дополнительная отрицательная энергия нагревает металл кабеля, если её не отбирать внешним устройством суммирования энергии.

7. В результате проведения эксперимента по суммированию мощности отрицательной энергии вакуума создан и исследован индукторный сумматор СВЧ-энергии с целью отбора дополнительной свободной энергии вакуум и прямого преобразования её в электрическую энергии был создан и испытан индукторный сумматор энергии, смотированный около кабеля в сумматоре две зондирующих петли параллельно по СВЧ-току работают на общий согласованный зондирующий кабель, соединённый с приёмным входом анализатора цепей, То есть суммирование осуществляется параллельным способом по СВЧ-току и достигается увеличение мощности на 2 дБ (в 1,5 раза) по сравнению с одной петлёй.

8. Создан и исследован принцип суммирования энергии с помощью внешней резонансной петли продольной заузленной ЭМВ, замыкающей выходы элементов (пятилистников) симметричной ФАР. Отрицательная энергия продольного поля заузленной волны с выходов ФАР перераспределилась на вход ФАР. Поэтому с этого входа ФАР в кабель по обратному каналу пошла суммарная энергия продольного поля и энергии вакуума, которая компенсировала потери по обратному каналу, т.е. к выходу генератора по обратному каналу приходит уже сигнал по мощности столько же сколько излучил генератор по прямому каналу в кабель в виде поперечной коаксиальной ЭМВ мощностью 1 мВт.

Следовательно, описанная система с внешней резонансной петлёй в принципе способна к самоподдерживанию отрицательной энергии из вакуума без затрат энергии от внешнего источника электропитания, т.е. со сколь угодно большим КПД.

Исследования проведены совместно Фондом перспективных технологий и новаций (Исполнительный директор В.Ю. Татур) в рамках программы «Источники энергии на новых физических принципах»

ЛИТЕРТУРА.

1. Смелов М.В. Экспериментальное исследование генерации энергии в электропроводящей среде и компенсации гравитации заузленной электромагнитной волной с помощью заузленной радиоантенны// «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23184, 23.03.2017.

2. Смелов М.В. Экспериментальное исследование генерации энергии в электропроводящей среде и компенсации гравитации заузленной электромагнитной волной с помощью заузленной радиоантенны. М.: Радиотехника. № 7. 2017, в печати.