FR2554975A1

FR2554975A1 - Electrochemical method and device allowing capture and reception of electromagnetic waves and transmissions

Info

Publication number: FR2554975A1
Application number: FR8315601A
Authority: FR
Original assignee: BILLARD MORAND JOSETTE
Current assignee: BILLARD MORAND JOSETTE
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-05-17

Abstract

In order to allow capture of electromagnetic waves, magnetic fields, and electric fields, the antennas, dipoles, parabolas, and any other physically tuned means are replaced by a chemical volume (comprising atoms or molecules, composite chemistry) of small dimensions and optionally associated with systems facilitating convergence and capture of radiations (electromagnetic lenses, etc.). The chemical volume is provided in order to capture the electromagnetic waves either by absorption, or by atomic or molecular resonance.

Description

lia przeate invention se rapporte à un procédé et à un disposif de captation des ondes électromagnétiques par procédé électrochimique. Actuellement les récepteurs de télévision ( et radio sont équipés d'antennes métalliques ou brins accordés physiquement en vue de capter une bande de fréquences. The przeate invention relates to a method and a device for capturing electromagnetic waves by electrochemical process. Currently television (and radio) receivers are equipped with metal antennas or strings physically tuned to receive a frequency band.

Exemple de calcul pour déterminer la lona-oueur physique d'une ant?n- en fonction de la fréquence à recevoir.

Example of calculation to determine the physical lona-oueur of an ant? N- according to the frequency to receive.

Exemple : Pour une réception sur 500 Mhz ( Bande Télévision, canal 24) la longueur de l'antenne sera

Dt plus, pour les bandes de télévision, il est nécessaire d'installer une antenne encombrante de type " Yagi " comprenant généralement 22 éléments. Cette antenne comprend un diptle accordé délivrant une tension. Cette tension augmente aveu l'adjonction de réflecteurs et de directeurs. Il est parfois nécessaire de placer cette antenne Yagi sur un mSt ou un pyl8ne et parfois même brancher un ampli/Préampli d'antenne. Tout ceci aboutit généralement à une installatiom encombrante et coûteuse. (Et inesthétique pour certains paysages et sites classés).La présente invention a donc pour but de réduire fortement l'encombrement des antennes et d'en accroitre la sensibilité à la réception. L'echelle des ondes électromagnétiques s'étend des ondes hertziennes aux rayons t. Example: For a reception on 500 Mhz (Television Band, channel 24) the length of the antenna will be

In addition, for television bands, it is necessary to install a bulky "Yagi" type antenna generally comprising 22 elements. This antenna includes a tuned diptle delivering voltage. This tension increases admitting the addition of reflectors and directors. It is sometimes necessary to place this Yagi antenna on an mSt or a pylon and sometimes even connect an antenna amplifier / preamp. All this generally results in a cumbersome and expensive installation. (And unsightly for certain landscapes and classified sites). The present invention therefore aims to greatly reduce the size of the antennas and increase the sensitivity to reception. The scale of electromagnetic waves extends from radio waves to t rays.

Dans tous les domaines de longueur d'onde explorés se trouvent des transitions spectrales qui correspondent à des intervalles entre niveaux d'énergie quantifiés des atomes et des molécules. La relation fondamentale de la théorie des quanta

fait correspondre à des intervalles d'énergie

une transition spectrale de fréquence et de longueur d'onde

In all the wavelength domains explored there are spectral transitions which correspond to intervals between quantified energy levels of atoms and molecules. The fundamental relationship of quantum theory

matches energy intervals

a spectral frequency and wavelength transition

Aux petits intervalles d'énergie entre niveaux atomrques correspondent les fréquence du domaine optique, aux grands intervalles d'énergie correspondent les fréquences du domaine des rayons X. Les transitions intranucléaires, au cours desquelles les noyaux atomiques se transforment, mettent en jeu des énergies encore plus grandes aux.quelles correspondent des émissions ou absorptions de rayons Y de très grande fréquence.A l'autre extrémité de l'échelle des fréquences, du côté des très petites fréquences et des très gran des longueurs d'onde se ranifestent les petits intervalles d'éner gaie. C'est l'exploration des ondes hertziennes qui les révèle. La ceectroscopie n'a pas eu à attendre le défrichement de ces domai s es pour connaitre les intervalles d'énergie entre niveaux atomi aues-et moléculaires. I1 a fallu atten(lre lp développement des techniques " radar " pour étudier en I946 les transitions de rotation des molécules dans le domaine des ondes Hertziennes centimétriques.Les développements des techniques interférométriques à ondes multiples ont permis l'analyse de la structure des raies spectrales complexes. Ces structures mettent en évidence des niveaux d'énergie très voisins dans les atomes avec des intervalles qui correspondent souvent à des quanta électromagnétiques de nombre d'onde inférieur à 1cm-1. Les transitions directes entre ces niveaux voisins sont donc du-domaine des ondes hertziennes. De plus les découvertes du phénomène Seeman et du phénomène de Stark montrent que par l'application d'un champ extérieur, il est possible de décomposer un niveau;id'énergie unique en plusieurs niveaux voisins dont les intervalles peuvent être modifiés d'une façon continue.La transition directe entre les sous-niveaux ZeemPm correspond donc à l'émission ou à l'absorption d'une onde hertzienne centimétrique mais en réduisant la valeur du champ on peut amener la fréquence de transition à coïncider avec une fréquence; radioélectrique aussi faible que L'on désire.L'étude de la structure fine des radiations optiques avait déja mis en évidence des intervalles d'énergie très petits et avait fait prévoir l'existence de transition spectrales appartenant-au domaine des ondes hertziennes. Dès' 1934, Cleeton et Williams ont démontré que le gaz ammoniac absorbait les ondes électromagnétiques de 1,25 cm de longueur d'onde. (soit 22,324 Ghz). En 1938, Rabi et ses coll!abo- rateurs ont pu détecter des transitions de résonance électromagnétique qui' correspondent à des changements d'orientation des moments magnétiques dans un champ électromagnétique extérieur.Les techniques- des ondes centimètriques développées pendant la guerre
I939/45 à l'occasion des recherches militaires (radar) ont été alors- appliquées à l'étude systématique des bandes d'absorption' moTéculaire. Les fréquences- de transitions radioelectriques peuvent être mesurées par les techniques actuelles avec la même précision relative que les fréquences de raies optiques. (Précision qui atteint le dix-millionième). Comme les fréquences radioelecr triques sont 106 à 10 plus petites que les fréquences de la spec troscorie optique, le gain absolu de précision obtenu par l'ex tension de spectroscopie aux ondes hertzienaes est considérable.The small intervals of energy between atomic levels correspond to the frequencies of the optical domain, to the large intervals of energy correspond the frequencies of the X-ray domain. The intranuclear transitions, during which the atomic nuclei are transformed, bring into play still energies larger to which correspond to very high frequency Y-ray emissions or absorptions. At the other end of the frequency scale, on the side of very small frequencies and very large wavelengths, small intervals appear again to be gay. It is the exploration of radio waves that reveals them. Ceectroscopy did not have to wait for the clearing of these fields to know the energy intervals between atomic and molecular levels. It was necessary to wait (1st development of "radar" techniques to study in I946 the rotational transitions of molecules in the domain of centimetric Hertzian waves. Developments in multiple wave interferometric techniques have allowed the analysis of the structure of spectral lines. These structures show very similar energy levels in atoms with intervals which often correspond to electromagnetic quanta with a wave number less than 1cm-1. The direct transitions between these neighboring levels are therefore du-domain radio waves. In addition, the discoveries of the Seeman phenomenon and the Stark phenomenon show that by applying an external field, it is possible to decompose a level; the unique energy into several neighboring levels whose intervals can be modified. in a continuous way. The direct transition between the ZeemPm sublevels therefore corresponds to the emission or absorption of a he wave centimeter rtzienne but by reducing the value of the field one can cause the frequency of transition to coincide with a frequency; Radio frequency as weak as desired. The study of the fine structure of optical radiation had already highlighted very small energy intervals and had predicted the existence of spectral transitions belonging to the domain of radio waves. As early as' 1934, Cleeton and Williams demonstrated that ammonia gas absorbed electromagnetic waves 1.25 cm in wavelength. (i.e. 22.324 Ghz). In 1938 Rabi and his collaborators were able to detect electromagnetic resonance transitions which correspond to changes in the orientation of magnetic moments in an external electromagnetic field. The techniques of centimeter waves developed during the war
I939 / 45 during military research (radar) were then applied to the systematic study of the molecular absorption bands. The frequencies of radio transitions can be measured by current techniques with the same relative accuracy as the frequencies of optical lines. (Accuracy which reaches the ten millionth). As the radio frequencies are 106 to 10 smaller than the frequencies of the optical spec troscorie, the absolute gain of precision obtained by the ex spectroscopy voltage with hertzienaes is considerable.

De très petits écarts entre les niveaux d'énergie, à peine entrevus par la spectroscopie optique, sont devenus parfaitement mesure- bles. Le développement rapide de la spectroscopie des ondes hertziennes pendant les quelques-dernières années présente certainement une importance co:sîorable pour la physique nucléaire.Very small differences between energy levels, barely glimpsed by optical spectroscopy, have become perfectly measurable. The rapid development of radio wave spectroscopy during the past few years is certainly of significant importance for nuclear physics.

Aussi, avec cette nouvelle antenne, les dipôles accordés, les brins métalliques accordés font place à un volume chimique sensible aux radiations électromagnétiques. Cette chimie peut être simple ou composite. Dans tous les cas de figure, cette chimie doit êtres sensible à des champs magnétiques faibles ou des champs électrique,s faibles. Exemple : L'atome de potassium 39 est sensible à un champ magnétique de 0,05 gauss soit dix fois plus petit que le champ magnétique terrestre.Also, with this new antenna, the tuned dipoles, the tuned metal strands give way to a chemical volume sensitive to electromagnetic radiation. This chemistry can be simple or composite. In all cases, this chemistry must be sensitive to weak magnetic fields or weak electric fields. Example: The atom of potassium 39 is sensitive to a magnetic field of 0.05 gauss, which is ten times smaller than the earth's magnetic field.

La fréquence d'excitation de l'atome de potassium K 39 est de l'ordre de 461,75 Mhz (0,05 gauss)
Autres atomes : AL27- 94,25 Mhz (Bande F.M.) et molécules CL35= 205 Mhz (V.H.F.)
GA71= 242 Mhz (449 Mhz) V.H.F. The frequency of excitation of the potassium atom K 39 is of the order of 461.75 MHz (0.05 gauss)
Other atoms: AL27- 94.25 Mhz (FM band) and molecules CL35 = 205 Mhz (VHF)
GA71 = 242 Mhz (449 Mhz) VHF

Mercure = I44 Mhz (Radio-amateur)
Bore = 26 Mhz (Amateur)
Hydrogène = 80 Mhz (Taxi, Police etc...)
Fluor = 75 Mhz (F.M.)
Paradichlorobenzène = 271 Mhz (Amateur)
Il est évident que ces exemples ne sont en aucun cas limitatifs.Mercury = I44 Mhz (Radio-amateur)
Boron = 26 Mhz (Amateur)
Hydrogen = 80 Mhz (Taxi, Police etc ...)
Fluorine = 75 Mhz (FM)
Paradichlorobenzene = 271 Mhz (Amateur)
It is obvious that these examples are in no way limiting.

La détection des transitions de radiofréquence peut se faire par des procédés divers :
I) Méthodes calorimétriques.The detection of radiofrequency transitions can be done by various methods:
I) Calorimetric methods.

2) Méthodes radioélectriques. 2) Radio methods.

3) Méthodes cinétiques. 3) Kinetic methods.

4) Méthodes optiques. 4) Optical methods.

5) Méthodes basées sur les techniques de radio
activité
Les méthodes radioelectriques sont basées sur la modification Ot l'onde électromagnétique sous l'influence de la matière dont les molécules entrent en résonance, les autres méthodes sont basées sur la modification que subit la matière sous l'influence de l'onde électromariétique. La méthode. de détection électromagnétique' serapportant à cette antenne chimique est extr8ment sensible. La transition spectrale dans le domaine des ondes hertziennes peut se coloevoir de deux façons différentes : On place la chimie à l'in térieur d'un condensateur ou à l'intérieur de la bobine d'un circuit détecteur composant l'antenne chimique.Dans les deux cas le phénomène de résonance modifie l'impédance du circuit et ce circuit permet de déceler la résonance,(d'où détection). L'invention sera mieux comprise à l'aide des' différentes planches annexées au présent brevet : La figure I de la planche I représente la base d'une antenne électro-chimSique. Un volume chimique 2 sensible aux rayonnements. électromagnétique à capter sont inserrés dans une bobine I dont les extrémités sont reliées à un condensateur 3. La masse 5 et la sortie 4 sont également reliées aux extrémités du circuit. I1 s'agit dans ce cas d'une détection magnétique. La figure 2 de la planche I représente une variante d'antenne électro-chimique pour captation d'un champ électrique.5) Methods based on radio techniques
activity
The radioelectric methods are based on the modification Ot the electromagnetic wave under the influence of the matter whose molecules enter in resonance, the other methods are based on the modification which undergoes the matter under the influence of the electromarietic wave. The method. of electromagnetic detection 'bringing to this chemical antenna is extremely sensitive. The spectral transition in the field of radio waves can be coloevoir in two different ways: We place the chemistry inside a capacitor or inside the coil of a detector circuit composing the chemical antenna. in both cases the resonance phenomenon modifies the impedance of the circuit and this circuit makes it possible to detect resonance, (hence detection). The invention will be better understood using the 'various plates annexed to this patent: Figure I of plate I represents the base of an electro-chemical antenna. A chemical volume 2 sensitive to radiation. electromagnetic to be picked up are inserted in a coil I, the ends of which are connected to a capacitor 3. Earth 5 and output 4 are also connected to the ends of the circuit. In this case, it is a magnetic detection. FIG. 2 of plate I represents a variant of an electro-chemical antenna for capturing an electric field.

Le volume chimique 6 est inséré entre deux électrodes 7. Ces deux électrodes 7 sont reliées aux bornes d'une bobine QU d'une self 8. Le- point 10 du circuit représente la masseset le point 9 représente la sortie du circuit. Ea planche il représente une antenne électro-ehimique avea' changement de fréquence. Un volume chimique I3 est relié aux bornes d'une bobine I2.. Ce circuit constitue une antenne électro-chinique de réception accordé sur la bande de fréquence à capter.Ce circuit de réception est relié à un autre circuit secondaire par l'intermédiaire d'un condensateur I4 accordable- ou d'une dipode de redressement 15. La sortie du circuit est représenté par le point 16. Le plan de masse est: représenté par le point I7. Le volume chimique II et la bobine IC constitue l'oscillateur secondaire, ou fréquence de travail Noue constatons par ce double circuit électro-chimique que l'on peut capter une bande de fréquences (exemple : 80 Mhz) et restituer une autre fréquence (exemple : 40 Mhz) aux bornes du circuit électro-chimique secondaire. La planche III représente et consti; tue l'intégration d'une antenne électro-chimique dans un boitier 28. Une électrode 20 en métal conducteur constitue lsélectrode commune. De part et d'autre de cette électrode:, nous disposons une chimie I8 et une autre chimie I9. La chimie 18 et la chimie I9 possèdent leur propre électrode 23 et 24, lesquelles sont reliées par une bobine 21 et-une bobine 22. Les électrodes 23 et 24 sont reliées par une capacité de couplage (réglable ou nom) 95
La masse est représentée en 27. La sortie est représentée en 26. The chemical volume 6 is inserted between two electrodes 7. These two electrodes 7 are connected to the terminals of a coil QU of a choke 8. The point 10 of the circuit represents the masses and the point 9 represents the output of the circuit. On the board it represents an electro-chemical antenna with frequency change. A chemical volume I3 is connected to the terminals of a coil I2. This circuit constitutes an electro-chinese reception antenna tuned to the frequency band to be picked up. This reception circuit is connected to another secondary circuit via 'a tunable capacitor I4- or a rectifying dipod 15. The output of the circuit is represented by point 16. The ground plane is: represented by point I7. The chemical volume II and the coil IC constitute the secondary oscillator, or working frequency. We note by this double electro-chemical circuit that we can pick up a frequency band (example: 80 Mhz) and restore another frequency (example : 40 Mhz) across the secondary electrochemical circuit. Plate III represents and consti; kills the integration of an electro-chemical antenna in a housing 28. An electrode 20 of conductive metal constitutes the common electrode. On either side of this electrode :, we have an I8 chemistry and another I9 chemistry. Chemistry 18 and chemistry I9 have their own electrode 23 and 24, which are connected by a coil 21 and a coil 22. The electrodes 23 and 24 are connected by a coupling capacity (adjustable or name) 95
The mass is represented at 27. The output is represented at 26.

Claims

CLAIMS I. Electro-chemical device and method for the sensing of electromagnetic waves.

2. Method according to which a chemical volume sensitive to electromagnetic waves is used in order to allow its capture.

3. Method by which the volume sensitive to electromagnetic radiation can absorb electromagnetic radiation.

4. Method according to which the chemical volume sensitive to electromagnetic radiation can resonate by interaction with electromagnetic radiation.

5. Process according to which the chemical volume can be a pure body, a set of atoms, a molecule, or a set of molecules.

6. Method according to which there is a chemical volume sensitive to electromagnetic radiation inside a coil, inside a resonant cavity, between metallic armatures playing the role of electrodes

W. Method according to which one or more chemical volumes are used which are very sensitive and receptive to electric fields.

8. Method according to which one or more chemical treks volumes sensitive and receptive to magnetic fields are used.

9. Method according to which an antenna or a tuned lippe is substituted for a small chemical volume.

10. A process by which the chemical volume receptive to electromagnetic radiation is associated with electronic means and optical means of convergence (electromagnetic lens, etc.) to facilitate capture.

11. Process according to which a volume of composite chemistry can be produced in order to allow the capture of electromagnetic waves for all the radio frequency bands (or selectively)

I2. Process by which one can give any dimensional form to the chemical volume sensitive to electromagnetic radiation. (round, oval, square, annular, etc.)