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《表面波等离子体天线的柱状等离子体源参数研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、真空电子技术VACUUMELECTRONICS·研究与设计·表面波等离子体天线的柱状等离子体源参数研究陈宗胜,时家明,王甲寅,袁忠才(电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽合肥230037)ResearchonParametersofthePlasmaColumnSourcefortheSurfaceWavePlasmaAntennaCHENZong2sheng,SHIJia2ming,WANGJia2yin,YUANZhong2cai(KeyLabofInfraredandLowTemperaturePlasmaofAnhuiProvin
2、ce,ElectronicEngineeringInstitute,Hefei230037,China)Abstract:Plasmaantennahasabroadattractedattentionsofarmiessinceithasagreatdealofuniquecharacters.Inthispaper,theelementarytheoryforsurfacewavestimulatingplasmaantennaandthesys2temstructureoftheantennawerepresentedfirstly.Thenthe
3、influenceofplasmacollisionfrequencyandplasmafrequencyonthesurfacewavevectorwasstudiedaccordingtothedispersionoftheaxisymmetricsurfacewavealongtheplasmacolumn.Moreoverfactorswhichaffectplasmacollisionfrequencyandplas2mafrequencyaretheoreticallyexamined.Keywords:Surfacewave;Plasmaa
4、ntenna;Plasmacollisionfrequency;Plasmafrequency摘要:等离子体天线因其具有许多独特的性质而受到各国军方的广泛关注。本文首先介绍了表面波等离子体天线的基本原理及组成,并根据同轴对称表面波沿等离子体柱轴向传播的色散关系,研究了等离子体碰撞频率以及等离子体频率对表面波波矢的影响。文章最后对影响等离子体碰撞频率以及等离子体频率的因素进行了分析。关键词:表面波;等离子体天线;碰撞频率;等离子体频率中图分类号:TN882文献标识码:A文章编号:1002-8935(2008)02-0018-04等离子体天线是指利用等离子体
5、单元代替金属1等离子体天线的原理及组成导体作为天线导电媒介的无线电天线。与传统的金对于频率为ω的入射电磁波,在等离子体中,其[1,2]属天线相比,由于等离子体天线具有诸多优势,相对介电常数为:因而备受世界各国的高度重视。等离子体天线主要ω2pεr=1-(1)包括两种类型,一类是指利用等离子体的电磁波反ω(ω+νi)射特性,构成一个电磁波的反射面,如同通常意义上式(1)中,ωp为等离子体角频率,ν为碰撞频率。利用金属构成的面天线反射面;另一类是指利用柱2nee其中ωp=,ne为等离子体中的电子密度,e状等离子体来收发电磁波信号,即类似于金属偶极ε0me子构
6、成的通信天线。本文主要讨论第二类情况。对为电子电量,ε0为真空中的介电常数,me为电子的于此类天线,等离子体源的碰撞频率以及等离子体质量。对于低温等离子体,如果忽略电子与其它粒频率的选择与控制直接影响到天线的性能,因此,此子动量转移碰撞频率ν的影响,则:εω2ω2(2)类天线的关键技术是柱状等离子体源的产生以及等r=1-p/离子体源的碰撞频率和等离子体频率的选择。由式(2)可得,当ω>ωp时,0<εr<1,等离子体相当于介质。电磁波可以在等离子体中传播,其182008-02VACUUMELECTRONICS真空电子技术能量被等离子体迅速吸收。等离子体的这
7、种性质常εrT0I1(Tpa)K0(T0a)+被用来吸收雷达波,通过对入射波的吸收从而达到TpI0(Tpa)K1(T0a)=0(3)222222隐身的目的。而当ω<ωp时,εr<0,等离子体的其中,Tp=k-εrk0,T0=k-k0,a为等离子体性质如同金属,电磁波不能在等离子体中传播,此时柱的半径,k0=ω/c为自由空间中的波数,Ii(1)和耦合进入等离子体中的通信信号将以表面波的形式Ki(1)分别为第一类和第二类变形的第i阶贝塞尔沿等离子体柱传播。电磁波被束缚在介质管壁与等函数。离子体之间,沿介质管轴向传播,而沿半径方向波被由式(3)可以看出,表面波
8、波数k与εr和a均有迅速衰减(因此称为表面波),此时电磁波沿等离子关。在给定a的
