Was ist ein Fächerstrahl?
Der Fächerstrahl beschreibt ein von einem Sender, insbesondere einem Funkwellensender, abgegebenes Materie- oder Energiemuster. Die Form des Strahls von verschiedenen medizinischen Bildgebungsinstrumenten kann die Klarheit und Auflösung der Bilder bestimmen. Fächerstrahlen, die in der Radioastronomie angewendet werden, sind beim Abtasten des Weltraums nach Funksignalen wirksamer als enge Bleistiftstrahlen.
Die Querschnittsform eines Fächerstrahls ist eine Ellipse. Eine Ellipse oder ein Oval hat eine Hauptachse und eine Nebenachse. Beide Achsen schneiden das Oval in zwei gleiche Hälften. In einem Fächerstrahl ist die Hauptachse mindestens dreimal länger als die Nebenachse, was zu einem Oval führt, das ziemlich gequetscht ist. Wenn der Strahl von der Seite gesehen werden könnte, würde er wie ein Fächer mit Strahlen aussehen, die vom Ursprung ausgehen und sich in radialer Richtung ausbreiten.
Farbspritzgeräte haben häufig einen Fächerstrahlvorsatz, um einen breiten Strahl mit geringer Höhe zu erzeugen. In dieser Form sind auch Rasensprenger konfiguriert. Düsen mit dieser Form erzeugen einen breiten Strahl, wodurch eine gleichmäßige Anwendung wahrscheinlicher wird. Der Abstand zwischen Düse und Objekt bestimmt die Breite des Strahls und die Dichte des aufgebrachten Materials.
Medizinische Bildgebungs- und Radioastronomieanwendungen bevorzugen den Fächerstrahlsender. Dies ist effektiv, da in einem Durchgang mehr Daten akkumuliert werden, die Datendichte jedoch einheitlich ist. Diese Dichte ist beim Scannen des Raums von entscheidender Bedeutung, da Dichteschwankungen als aussagekräftige Funksignale fehlinterpretiert werden können. Die von den Scans zurückgegebenen Daten müssen bearbeitet werden, um nützliche Bilder zu erstellen. Mathematiker haben eine mathematische Routine entwickelt, die Fächerstrahlfunktion, die die Geometrie des Strahls berücksichtigt.
Die Computertomographie (CT), ein medizinisches Bildgebungsgerät, zeigt die Komplexität dieser Berechnungen. In diesem Gerät prallen Röntgenstrahlen vom Gewebe des untersuchten Körperbereichs ab und werden von Detektoren gesammelt. Die Maschine umkreist den Patienten und nimmt über tausend Querschnittsbilder auf. Ein Computer verarbeitet die Daten und erstellt ein zweidimensionales Bild oder ein dreidimensionales Modell des gescannten Bereichs.
Die drahtlose Industrie untersucht auch die Fächerstrahltechnologie. Im Bereich der Funkfrequenzen, die für die lokale Funkkommunikation zugewiesen sind (60 Gigahertz (60 GHz)), werden Funkwellen schlecht um Hindernisse gebeugt oder gebogen. Eine Person, die zwischen dem Sender und einer Person steht, die einen Laptop verwendet, verursacht einen erheblichen Verlust des vom Computer empfangenen Signals. Fächerstrahlantennen reduzieren dieses Problem erheblich.