Che cos'è un fan-beam?

Il raggio del ventilatore descrive un modello di materia o energia emessa da un trasmettitore, in particolare un trasmettitore di onde radio. La forma del raggio proveniente da vari strumenti di imaging medico può determinare la chiarezza e la risoluzione delle immagini. I raggi a ventaglio, applicati in radioastronomia, sono più efficaci dei raggi a matita stretta nella scansione di spazio profondo per segnali radio.

La forma della sezione trasversale di una trave del ventilatore è un'ellisse. Un'ellisse, o ovale, ha un asse maggiore e un asse minore. Entrambi gli assi tagliano l'ovale in due metà uguali. In una trave del ventilatore, l'asse maggiore è almeno tre volte più lungo dell'asse minore, risultando in un ovale che è piuttosto schiacciato. Se il raggio potesse essere visto di lato, sembrerebbe un ventilatore con raggi che puntano dall'origine e si estendono in direzione radiale.

Gli spruzzatori di vernice hanno spesso un attacco a fascio di ventole per creare un fascio largo con altezza ridotta. Anche gli irrigatori per prato sono configurati in questa forma. Gli ugelli con questa forma creano un fascio largo, rendendo più probabile un'applicazione uniforme. La distanza tra l'ugello e l'oggetto determina la larghezza del raggio e la densità del materiale applicato.

Le applicazioni di imaging medico e radioastronomia preferiscono il trasmettitore del fascio di ventole. È efficace perché vengono raccolti più dati in un unico passaggio, ma la densità dei dati è uniforme. Questa densità è fondamentale durante la scansione dello spazio, poiché le variazioni di densità potrebbero essere interpretate erroneamente come segnali radio significativi. I dati restituiti dalle scansioni devono essere manipolati per creare immagini utili. I matematici hanno sviluppato una routine matematica, la funzione del raggio del ventilatore, che tiene conto della geometria del raggio.

La tomografia computerizzata (CT), un dispositivo di imaging medico, dimostra la complessità di questi calcoli. In questa macchina, i raggi X rimbalzano sui tessuti dell'area del corpo in esame e vengono raccolti dai rilevatori. La macchina circonda il paziente, acquisendo oltre mille immagini in sezione trasversale. Un computer manipola i dati e ricrea un'immagine bidimensionale o un modello tridimensionale dell'area scansionata.

Anche l'industria wireless sta studiando la tecnologia del fascio di ventole. Nella gamma di frequenze radio assegnate alle comunicazioni locali wireless, 60 gigahertz (60 GHz), le onde radio si diffondono o si piegano male attorno agli ostacoli. Una persona in piedi tra il trasmettitore e una persona che utilizza un laptop provoca una perdita sostanziale del segnale ricevuto dal computer. Le antenne a fascio di fan riducono significativamente questo problema.