等离子体有源透镜天线的特性分析!-易迪拓培训.PDFVIP

! 第# 卷! 第$ 期 强 激 光 与 粒 子 束 %’( # ，)( $! ! *++, 年$ 月 -./- 01234 56734 6)8 0649.:53 ;367 =’( ，*++,! 文章编号：++?,@**（*++, ）+$?+A*@?+, 等离子体有源透镜天线的特性分析! 余道杰，! 牛忠霞，! 杨建宏，! 莫有权，! 周东方，! 胡! 涛 （信息工程大学 信息工程学院通信工程系，河南 郑州,B+++* ） ! ! 摘! 要：! 应用高功率微波大气传输机理和等离子体物理理论，提出了一种新概念天线 等离子体有源 透镜天线。简要概述了其实现方法，并对其反射、透射、吸收、工作带宽和最佳工作频率等特性参数进行了分析 与计算。该天线根据需要可聚束-0 工作波，也可将外来入侵的-0 波聚束后发送回原处，可形成空间有源 滤波等器件。 ! ! 关键词：! 高功率微波；! 等离子体；! 有源透镜天线；! 特性参数 ! ! 中图分类号：! 9)+( *! ! ! ! 文献标识码：! 6 ［］ ! ! 宇宙中AAC 的物质以等离子体态存在 ，如电离层、气态星云等，这些自然态的等离子体与人们的日常生 活和科研生产密切相关。等离子体具有两重性，一方面可以利用其进行通讯及其它应用，另一方面又会给人类 带来不必要的麻烦，所以分析研究其特性就显得尤为必要。 ! ! 在自由开放大气环境中，能量超过一定阈值的泵波高功率微波，激发自由电子，使其密度成几何级数增长， ［* ，@ ］ 出现雪崩，引起大气击穿，在大气层的局部区域形成具有等离子体特性的人工可控电离云 。研究其产生机 理，分析其不同于常规自然态等离子体的特性，对研究大气与电离层的人工变态将提供有力的技术手段，也有 助于利用高功率微波（-0 ）作为泵波聚束已经发散或减弱了的-0 能。 ［, ］ ! ! 所谓等离子体有源天线 ，是基于大气击穿理论，利用多波束合成技术，控制地面-0 阵列在空间形成 特定结构形状的大气电离云，使其具有许多类似天线的特性和功能。 ! ! 等离子体有源透镜天线的工作原理是利用足够高的-0 泵波能与大气的非线性作用，在开放大气环境中 的特定区域聚焦，使聚焦区域大气受激发产生高强度的电离反应，并形成相对稳定的具有特定结构和形状的等 离子体，构成透镜天线。 ! ! 在大气电离云成形的过程中，高功率微波能是产生和维持稳定电离云的能量来源，而大气中的自由电子在 电离云成形过程中扮演着催化剂的功能，在电离云稳定成形后则起着换能器的作用，即将泵波能转换成被聚束 微波能，所以称之为有源天线。 ! 等离子体有源透镜天线特性 !( ! 折射指数 ! ! 对于非磁化碰撞的等离子体，我们应用6DD’EFG?-HIFIEE 公式得到其折射指数［B ，# ］ * * ! ! !* D K J D （ ） * * * * # ! （ # ） !