等离子体天线及其阵列辐射特性的研究

发布时间：2020-05-17 16:33

【摘要】：等离子体,又称物质的第四态,被广泛的应用于实践生产生活中。等离子体天线因其自身的隐身特性、抗干扰能力、动态的可重构性、高速的开关特性、精巧的结构,受到了极大的关注。本文采用仿真软件研究了半波等离子体天线及其阵列的辐射特性。主要内容如下:(1)在深入理解等离子体的基本概念和性质基础上,总结了等离子体天线相关工作的国内外研究现状与趋势;介绍了电磁场与电磁波的基本数值分析方法及仿真软件。(2)接着分析了没有磁场作用时,半波等离子体天线、八元和十六元等离子体天线阵列、半波等离子体天线和十六元等离子体天线阵列组合的天线系统的辐射特性,得到了以下结果:1)在一定条件下,相比于碰撞频率来说,等离子体频率对半波等离子体天线的辐射性能更有影响力;2)八元和十六元两种等离子体天线阵列的辐射方向可以通过改变阵列天线单元自身等离子体参数来实现;3)在半波等离子体天线和十六元等离子体天线阵列组合的天线系统中可以通过控制外围十六元等离子体天线阵列中天线单元的工作状态来实现,可以实现内层的半波等离子体天线辐射特性从全向辐射转换为定向辐射,但这种功能受到外围十六元等离子体天线阵列中天线单元的等离子体频率与内层半波等离子体频率关系的限制。(3)建立了二维轴对称等离子体天线模型,利用仿真软件,研究磁场和氩气流对等离子体天线辐射特性的影响。仿真结果表明:有外部磁场而无氩气流作用时,外部磁场虽然能够提高等离子体的电子密度和能量,但在磁场和电场双重作用下导致阴极附近的电子密度增加大于阳极附近,等离子体电子密度空间分布曲线更加尖锐,等离子体天线的辐射范围略有增加但方向性变差。在相同的外部磁场强度条件下,加入的氩气流通过对流效应,使得等离子体电子密度的空间分布曲线越来越均衡,优化了等离子体天线的辐射性能。这表明通过控制外部磁场强度及氩气流大小可在一定程度上改善等离子天线的辐射性能。
【图文】：

第一谐振点的远场方向图

半波等离子体天线远场辐射方向图
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN820;O53

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈文波;龚学余;路兴强;冯军;廖湘柏;黄国玉;邓贤君;;基于动理论模型的一维等离子体电磁波传输特性分析[J];物理学报;2014年21期

2 任静;龚学余;王恩峰;任玉虎;;柱形单极等离子体天线模型的多物理场研究（英文）[J];低温物理学报;2014年02期

3 逯贵祯;洪楚雨;;等离子体电磁散射的多物理场研究[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2014年02期

4 耿纪超;项铁铭;王建成;聂良斌;;等离子智能天线阵列的特性研究[J];信息技术;2013年02期

5 赵建森;张芝涛;王健;徐晓文;俞哲;;柱形等离子体天线阻抗及辐射特性实验研究[J];电波科学学报;2012年02期

6 王健;赵建森;张芝涛;刘宏梅;;方环等离子体天线的阻抗与辐射特性[J];微波学报;2011年06期

7 陈文波;李圣;龚学余;;基于JEC-FDTD算法的等离子体天线雷达散射截面计算[J];空间科学学报;2011年05期

8 夏新仁;王守杰;金贤龙;宋莹;;新概念激光等离子体通道天线的研究[J];中国电子科学研究院学报;2011年02期

9 夏新仁;尹成友;;等离子体通道天线的辐射场计算[J];核聚变与等离子体物理;2010年01期

10 程芝峰;丁亮;徐跃民;梁超;鉴福升;;磁化等离子体片微波传播影响的实验研究[J];电波科学学报;2009年06期

，

本文编号：2668851