Плазменная антенна
Плазменная антенна тип радиоантенны — это разрабатываемый в настоящее время плазма . , в котором вместо металлических элементов традиционной антенны используется [1] Плазменная антенна может использоваться как для передачи , так и для приема . [2] Хотя плазменные антенны стали практичными лишь в последние годы. [ когда? ] , идея не нова; патент на антенну, использующую эту концепцию, был выдан Дж. Хеттингеру в 1919 году. [3]
В ранних практических примерах этой технологии для сдерживания плазмы использовались газоразрядные трубки , которые называются плазменными антеннами из ионизированного газа. Плазменные антенны ионизированного газа можно включать и выключать, они хороши для скрытности и устойчивости к радиоэлектронной борьбе и кибератакам. Плазменные антенны ионизированного газа могут быть вложены друг в друга таким образом, что плазменные антенны более высокой частоты помещаются внутри плазменных антенн более низкой частоты. Антенные решетки с более высокой частотой ионизированного газа-плазмы могут передавать и принимать через антенные решетки с более низкой частотой ионизированного газа-плазмы. Это означает, что плазменные антенны ионизированного газа могут быть размещены рядом, а антенные решетки с ионизированной газовой плазмой могут быть сложены друг на друга. Антенны с ионизированной газовой плазмой могут устранить или уменьшить помехи на соседней площадке. Умные плазменные антенны из ионизированного газа используют физику плазмы для формирования и управления лучами антенны без необходимости использования фазированных решеток. Спутниковые сигналы можно направлять или фокусировать в отражающем или преломляющем режимах с использованием групп плазменных трубок, образующих уникальные спутниковые плазменные антенны на основе ионизированного газа. Тепловой шум плазменных антенн из ионизированного газа меньше, чем у соответствующих металлических антенн на более высоких частотах. [1] Твердотельные плазменные антенны (также известные как плазменные кремниевые антенны) с управляемой направленностью , которые могут быть изготовлены с использованием стандартных технологий изготовления кремниевых чипов, в настоящее время также находятся в разработке. [4] Плазменные кремниевые антенны являются кандидатами на использование в WiGig (планируемое усовершенствование Wi-Fi ), а также имеют другие потенциальные применения, например, для снижения стоимости устанавливаемых на транспортных средствах радиолокационных систем предотвращения столкновений . [4]
Операция
[ редактировать ]В плазменной антенне с ионизированным газом газ ионизируется с образованием плазмы. В отличие от газов , плазма имеет очень высокую электропроводность сигналы могут , поэтому радиочастотные проходить через нее, и она действует как приводной элемент (например, дипольная антенна ), излучающий радиоволны или принимающий их. В качестве альтернативы плазму можно использовать в качестве отражателя или линзы для направления и фокусировки радиоволн от другого источника. [5]
Твердотельные антенны отличаются тем, что плазма создается из электронов, генерируемых путем активации тысяч диодов на кремниевом чипе. [4]
Преимущества
[ редактировать ]Плазменные антенны обладают рядом преимуществ перед металлическими антеннами, среди которых:
- Как только генератор плазмы выключается, плазма возвращается в непроводящий газ и, следовательно, становится практически невидимой для радара . [1] [2] [6] [7]
- Их можно динамически настраивать и переконфигурировать по частоте , направлению , полосе пропускания , усилению и ширине луча , что устраняет необходимость в использовании нескольких антенн. [2] [6] [7] [8]
- Они устойчивы к радиоэлектронной борьбе . [6] [7]
- На спутниковых частотах они демонстрируют гораздо меньший тепловой шум и обеспечивают более высокую скорость передачи данных. [7] [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Стелс» антенна, сделанная из газа, невосприимчивая к помехам science20.com, опубликовано 12 ноября 2007 г., по состоянию на 14 декабря 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с Центр плазменных антенн для дистанционного зондирования, доступ 14 декабря 2010 г.
- ^ Воздушный проводник для беспроводной сигнализации и других целей. Патент США 1309031, опубликован 8 июля 1919 г., по состоянию на 15 декабря 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с Беспроводная связь со скоростью плазмы New Scientist , опубликовано 13 декабря 2010 г., по состоянию на 14 декабря 2010 г.
- ^ Плазменные антенны: обзор методов и современное состояние дел, округ Колумбия, Дженн, опубликовано 29 сентября 2003 г., по состоянию на 15 октября 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с Достижения в разработке плазменных антенн Алексефф, И. и др. , Университет Теннесси, ISSN 0730-9244 , ISBN 0-7803-9300-7 , опубликовано 15 мая 2007 г., по состоянию на 14 декабря 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с д Плазменные Антенны Теодор Андерсон, Дом Артех, 2011, ISBN 978-1-60807-143-2
- ^ Плазменные антенны , запись, по состоянию на 15 декабря 2010 г.
- ^ Антенна плазменного отражателя с электронным управлением и фокусировкой и блок плазменных трубок с электронным управлением и фокусировкой. Архивировано 4 января 2011 г. в Wayback Machine Haleakala, по состоянию на 14 декабря 2010 г. исследовательском центре
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Антенна изменяемой длины - патент США 6710746.
- Твердотельная плазменная антенна - патент США 7109124.
- Статья с изображением
- Статическая спутниковая плазменная антенна
- Плазменные антенны: обзор технологий и современное состояние техники
- Антенны формирования диаграммы направленности с низкими вносимыми потерями
- Андерсон, Теодор (2011). Плазменные антенны . Бостон: Артех Хаус . пп. все. ISBN 978-1-60807-143-2 .