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基本信息
- 項目名稱：
- 方環(huán)等離子體天線系統(tǒng)構(gòu)成及特性研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本研究組利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、射頻信號發(fā)生器和頻譜分析儀等測試儀器對自行研制的一種等離子體天線的樣機(jī)——方環(huán)等離子體天線進(jìn)行了阻抗特性和輻射特性的測量，并將其增益與相同規(guī)格的方環(huán)金屬天線的增益進(jìn)行對比，得到初步的結(jié)論。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著對等離子體研究的不斷深入，等離子體天線在軍事和商業(yè)方面的潛在應(yīng)用價值越來越受研究者的關(guān)注，對等離子體天線進(jìn)行研究的人員機(jī)構(gòu)也越來越多。目前，國內(nèi)對等離子體天線的研究尚處于初級階段。絕大多數(shù)研究者對等離子體天線進(jìn)行了較為詳細(xì)的理論研究和數(shù)值模擬計算，但是關(guān)于等離子體天線的實驗研究和天線特性測量方面的報道較少。因此，本研究組利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、射頻信號發(fā)生器和頻譜分析儀等測試儀器對自行研制的一種等離子體天線的樣機(jī)——方環(huán)等離子體天線進(jìn)行了阻抗特性和輻射特性的測量，并將其增益與相同規(guī)格的方環(huán)金屬天線的增益進(jìn)行對比，得到初步的結(jié)論。其測量結(jié)果可為等離子體天線的進(jìn)一步研究和工程上的研發(fā)提供一定的參考。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目前，我國對等離子體天線的研究還處于初級階段。絕大多數(shù)研究者對此進(jìn)行了較為詳細(xì)的理論研究和數(shù)值模擬計算，但關(guān)于等離子體天線的實驗研究和天線特性測量方面的報道較少。為彌補國內(nèi)實驗測量數(shù)據(jù)不足的遺憾，本研究組自行研制了一種方環(huán)等離子體天線，并借助相關(guān)測量儀器對其進(jìn)行了阻抗、駐波比、增益及方向圖的測量。分析測量結(jié)果，得到初步的結(jié)論。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 在輝光放電模式下的方環(huán)等離子體天線的電壓駐波比在非常寬的頻帶下都低于2。測量的輸入電阻在160MHz-350MHz都靠近50歐，而電抗在較寬的頻帶下接近0。而且在試驗頻率較低的情況下等離子體天線的增益與相同構(gòu)造的金屬天線接近。在200MHz下方環(huán)等離子體天線具有一定的方向性。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 研究了方環(huán)等離子體天線系統(tǒng)的構(gòu)成及特性，有助于更加深入了解等離子體天線的機(jī)制和特性，為國內(nèi)在方環(huán)等離子體天線系統(tǒng)提供了具有參考價值的真實可靠的實驗數(shù)據(jù)，為研究開發(fā)具有隱身功能的軍用天線和輕便快速的民用通訊天線研究做了有益的試驗性工作。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 等離子體天線因其潛在的商業(yè)和軍事應(yīng)用價值而受到各國的廣泛關(guān)注。本研究組自行研制一種簡易正方形方環(huán)等離子體天線，并借助相關(guān)測試儀器，參照傳統(tǒng)的金屬天線的測量方法，對該方環(huán)等離子體天線進(jìn)行了阻抗、駐波比、增益以及輻射特性的測量。 結(jié)果表明，在輝光放電模式下的方環(huán)等離子體天線的電壓駐波比在非常寬的頻帶下都低于2，，增益在頻率較低（﹤250MHz）時可與相同構(gòu)造的金屬天線相比擬，在200MHz下方環(huán)等離子體天線具有一定的方向性。
獲獎情況
- 論文“方環(huán)等離子體天線的阻抗特性及輻射特性”已于2011年3月3日在中國科技論文在線刊載，對外公開發(fā)布。
鑒定結(jié)果
- 獲得中國科技論文在線的論文刊載證明。
參考文獻(xiàn)
- [1] 劉少斌,莫錦軍,袁乃昌.快速產(chǎn)生的時變等離子體對目標(biāo)隱身的研究[J],電波科學(xué)學(xué)報,2002,17(5):524-528. [2] 李學(xué)識，胡斌杰，李瀚宇 等.等離子體天線研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)，2010,（5）：67-69. [3] 孫乃峰,王世慶,李健 等.真空等離子體天線的基本特性研究[J],真空,2009,46(2):60-64. [4] 李圣.表面波等離子體天線物理特性的理論分析[J],南華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,21(2):37-40. [5] 梁超,丁亮,程芝峰 等.基于FDTD方法的等離子體天線參數(shù)的數(shù)值計算[J],中國科學(xué)院研究生院學(xué)報,2009,26(2):268-272. [6] 劉天勝.非磁化冷等離子體的頻選特性理論及應(yīng)用研究[D].上海:上海交通大學(xué),2008. [7] 梁志偉,孫海龍,王之江 等.等離子體天線輸入阻抗測量及分析[J],物理學(xué)報,2008,57(7):4292-4297.
同類課題研究水平概述
- 等離子體天線具有許多不同于傳統(tǒng)金屬天線的特性，如對天線的形狀、頻率、帶寬、方向性及增益等的動態(tài)重構(gòu)，特別是等離子體天線的快速開關(guān)特性，可以減少天線雷達(dá)散射截面，具有隱身效果，因此其具有廣闊的軍事應(yīng)用前景。目前國外對等離子體天線的研究主要是包括天線輻射方向圖、效率及噪聲等電參數(shù)。 美國對等離子體天線的實用性研究工作始于1990年。美國海軍實驗室（NRL）開展了以X波段艦載天線、94GHz機(jī)載天線和60GHz空基天線為對象的系統(tǒng)研究。美國Tennessee大學(xué)先后在美國空軍科學(xué)研究局（AFOSR）和海軍研究局（ONR）的資助下，研究了隱身等離子體天線，主要包括等離子體輻射窗天線、低雷達(dá)截面的振子天線及其陣列的理論和相關(guān)的可行性實驗驗證。已成功開發(fā)出了一種采用U形放電管的等離子體天線。美國馬克蘭德技術(shù)公司(Markland)一直在研究氣體等離子體天線技術(shù)已取得了一系列重要成果，并證明了等離子體天線與傳統(tǒng)的金屬天線相比，具有獨特的優(yōu)點。 澳大利亞國立大學(xué)研制成一種單級表面波驅(qū)動的等離子體隱身天線，在戰(zhàn)場等特殊作戰(zhàn)環(huán)境下，它具有不易被敵方雷達(dá)探測到的優(yōu)點。 法國航空航天研究院研制成全隱身的等離子體雷達(dá)天線，它較常規(guī)雷達(dá)天線在性能及分辨率上有較大的提高。 2002年，我國把等離子隱身技術(shù)研究列為國家重大基礎(chǔ)研究和國家自然科學(xué)基金重大項目的研究內(nèi)容之一。大連海事大學(xué)環(huán)境工程研究所開展了用于飛行器的強電離非平衡等離子體隱身方法研究，著重研究了等離子體臨界電子密度、電子等離子體頻率等參數(shù)對電磁波的折射、吸收、反射的影響。電子科技大學(xué)高能電子所開展了微波等離子體應(yīng)用基礎(chǔ)研究設(shè)備的研究，已研制成多功能、多用途、計算機(jī)控制的大型微波等離子體應(yīng)用與診斷設(shè)備。信息工程大學(xué)正在研究等離子體有源透鏡天線。
