隨著通信領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,對(duì)天線的性能提出了越來(lái)越高的要求。等離子體天線因其相對(duì)于金屬天線的可重構(gòu)性和低耦合、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn),以及巨大的潛在應(yīng)用空間,而在民用、商業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)等方面受到廣泛關(guān)注。工作于太赫茲頻段的等離子體天線因集太赫茲頻段傳輸數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)和等離子體天線的優(yōu)點(diǎn)于一身,而逐漸進(jìn)入人們的視野。首先介紹了等離子體天線的研究背景和現(xiàn)狀及意義,然后闡述了等離子體的基本性質(zhì)、產(chǎn)生方法,以及電磁波在其中的傳播特性。研究分析了等離子體單極天線,并同相同尺寸的金屬天線做了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)入x子體振蕩頻率遠(yuǎn)大于碰撞頻率時(shí),等離子體表現(xiàn)得就越像金屬,兩者性能就越接近。等離子體振蕩頻率越高,天線性能越好;等離子體碰撞頻率越高,天線性能越差;玻璃管的厚度越薄,天線性能越佳。接下來(lái),在此基礎(chǔ)上,研究了四元和六元的等離子體天線陣列,發(fā)現(xiàn):等離子體處于激發(fā)狀態(tài)但天線未添加激勵(lì)時(shí),該單元可看做反射導(dǎo)體;天線單元數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致互耦加大,使得陣子單元的增益降低;改變陣列上某一單元陣子的等離子體參數(shù),天線的輻射方向圖也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,可以實(shí)現(xiàn)在與天線軸向垂直的平面內(nèi)的全向掃描。在等離子體天線的基礎(chǔ)上提出了新型等離子體-金屬混合八木天線,并將反射振子替換為夾直角反射板。根據(jù)等離子體天線及八木天線設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)了該天線的結(jié)構(gòu)并初步確定了其結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過(guò)電磁仿真研究了不同天線-頂點(diǎn)間距情況下天線的回波損耗、增益、電壓駐波比和輻射方向圖,最終實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。與不帶反射板的天線的對(duì)比結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)具有更高的增益與更優(yōu)的前后比。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN820
【部分圖文】：

圖 1.1 等離子體天線裝置示意圖[2]Fig 1.1 Schematic diagram of plasma antenna device究現(xiàn)狀究現(xiàn)狀rson 率先提出等離子體天線的概念以來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多研線相關(guān)方面的課題[14]。從 1990 年開(kāi)始，美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)波段的天線，并且開(kāi)展了長(zhǎng)期且系統(tǒng)的研究，主要包括離子體參數(shù)以此改變天線的輻射能力，從而使得天線（2）將傳統(tǒng)的導(dǎo)體反射面中的金屬導(dǎo)體板用等離子體初，美國(guó)休斯實(shí)驗(yàn)室將一個(gè)長(zhǎng) 13 cm 的金屬微波反射器器替換，研究表明在 4-14 GHz 范圍內(nèi)，雷達(dá)散射截面信號(hào)強(qiáng)度與原來(lái)的回波信號(hào)強(qiáng)度相比，衰減了 99%，1998 年，田納西大學(xué)開(kāi)發(fā)出了一種雙電極的 U 形等離用作為天線，且具有隱身功能，其裝置如圖 1.2 所示。

主要應(yīng)用其超導(dǎo)特性、隱身性來(lái)使飛機(jī)和艦船更束方向的靈活性，使得它在跟蹤導(dǎo)彈的速度上要比國(guó)立大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種等離子體單極隱身天線[19-20]，表面波驅(qū)動(dòng)的，天線裝置如圖 1.3 所示。該天線是擊的空心玻璃管以及底部的金屬電極構(gòu)成，管內(nèi)充天線工作時(shí)，射頻功率會(huì)通過(guò)玻璃管底部的金屬電性氣體的電離，電信號(hào)會(huì)以表面波的形式一邊傳播等離子體，此時(shí)玻璃管內(nèi)部整體呈現(xiàn)出良好的導(dǎo)電等離子體的這種表面波激勵(lì)方式，延長(zhǎng)了等離子體，降低了對(duì)等離子體的干擾，在現(xiàn)如今的等離子體地位。俄羅斯克爾德什研究中心根據(jù)等離子體的隱可以使得飛機(jī)被雷達(dá)探測(cè)到的概率極大地降低，幾變飛機(jī)的外形，是通過(guò)覆蓋一種特殊的等離子體鞘射來(lái)的探測(cè)信號(hào)進(jìn)行吸收和折射，從而偏離預(yù)定的

柱形等離子體天線

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 趙會(huì)超;劉少斌;孔祥鯤;鄭德安;袁佳琳;;等離子體八木天線的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J];微波學(xué)報(bào);2014年01期

2 張欣;王淳;;一種單極鞭狀天線分析與設(shè)計(jì)[J];移動(dòng)通信;2012年24期

3 趙建森;張芝濤;王健;徐曉文;俞哲;;柱形等離子體天線阻抗及輻射特性實(shí)驗(yàn)研究[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

4 吳戈e

本文編號(hào)：2819966