¿Se pueden formar ondas de radio en un haz de lápiz?

La luz láser es espacial y temporalmente coherente. La emisión estimulada es la principal responsable de la coherencia temporal.

Así que la respuesta es sí, se puede crear un haz electromagnético que sea espacial pero no temporalmente coherente colocando un agujero de alfiler cerca de la fuente y luego otro agujero de alfiler en el campo lejano del primer agujero de alfiler. Este rayo no se extenderá mucho. (Pero también recuerde que la luz láser se propaga).

Tenga en cuenta que para las frecuencias de RF, un "agujero de alfiler" probablemente tenga varios metros de diámetro. La distancia de campo lejano viene dada por esta desigualdad:$L \gg a^2/\lambda$, donde L es la distancia, a es el diámetro del agujero y$\lambda$es la longitud de onda.

Sin embargo, crear un haz de lápiz de RF probablemente no sea práctico. El término "haz de lápiz" mencionado en el artículo de Wikipedia se explica como limitado por difracción. El tamaño de un haz de difracción limitada aumenta con, creo, la raíz cuadrada de la longitud de onda. Sería más como un rayo de gasoducto que un rayo de lápiz.

Depende del tamaño del lápiz en el que estés pensando. No existe una razón fundamental por la que las ondas de radio no puedan colimarse de la misma manera que los haces de luz visible. De hecho, algunos sistemas de radar emiten haces bastante colimados en frecuencias de radio.

Sin embargo, si desea hacer un haz de ondas de radio del mismo tamaño que un haz láser típico, no tiene suerte. No puede enfocar la luz de cualquier longitud de onda a una distancia mucho más pequeña que una longitud de onda y esperar que permanezca allí por mucho tiempo. Hacer un rayo láser razonablemente colimado con un ancho de aproximadamente un milímetro no es realmente un problema porque las longitudes de onda de la luz visible están en la vecindad de 500 nm, o unas 2000 veces más pequeñas que el rayo. Las ondas de radio, sin embargo, tienen longitudes de onda que se miden en centímetros o incluso metros, y eso no te permitirá hacer un haz estrecho de un milímetro de ancho.

Bueno, solo necesitas Maser :-) http://en.wikipedia.org/wiki/Maser

Después de pensarlo, creo que tal vez espaciar varios agujeros de alfiler por la mitad de la longitud de onda filtraría cualquier señal que viaje en la dirección incorrecta. Perdería una gran cantidad de energía, por lo que encontrar una forma de (tal vez) reflejar las ondas de radio, hasta que su fase y dirección se alineen, mitigaría la pérdida. La razón por la que digo tal vez es que no estoy seguro de si el rebote de las señales de RF afectaría significativamente a la señal. Creo que funcionaría si simplemente quisiera un haz de señales de rf, pero no sé el efecto que tendría en la integridad de los datos.

Usando esta calculadora http://www.csgnetwork.com/freqwavelengthcalc.html , puede determinar la distancia (bastante aproximada) de los agujeros. Una calculadora más precisa puede ser útil, aunque dependiendo de los límites de dispersión del haz, puede ser suficiente.