ПЛАЗМЕННАЯ АНТЕННА С АЗИМУТАЛЬНО-НЕСИММЕТРИЧНЫМИ БЕГУЩИМИ ВОЛНАМИ ТОКА
Карлов, ВД, Кириченко, ЮВ |
Organization: Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба Национальный научный центр Харьковский физико-технический институт |
https://doi.org/10.15407/rej2018.01.034 |
Язык: русский |
Аннотация: В отличие от множества известных работ, где изучались цилиндрические плазменные антенны с азимутально-симметричными бегущими волнами, в настоящей работе теоретически и численно исследуется плазменная антенна с азимутально-несимметричной бегущей волной, работающей на гармонике с азимутальным номером m = 1. Кроме того, в работе учтены столкновения электронов с атомами. Плазма предполагается холодной и изотропной. Использован метод дисперсионного уравнения. Действительная часть решения этого уравнения дает постоянную распространения, а мнимая часть – коэффициент затухания бегущей волны. Для нахождения диаграмм направленности (ДН) излучения вычисляются запаздывающие потенциалы в дальней зоне. Диаграммы направленности сильно зависят от замедления волн в антенне. Определены зависимости замедления волны от плотности плазмы. Исследуется зависимость диаграмм направленности от плотности плазмы, геометрических параметров плазменного цилиндра и частоты электронно-атомных столкновений. Найдены минимальные значения плотности плазмы, при которых нормированные ДН являются остронаправленными и имеют главный лепесток, расположенный под нулевым углом к оси антенны. Антенна, работающая на гармонике с m = 1, обладает рядом преимуществ по сравнению с антенной, работающей на аксиально-симметричной гармонике: рабочая плотность плазмы в такой антенне значительно меньше, излучение направлено в строго осевом направлении, малый уровень боковых лепестков ДН, ДН слабее зависят от электронно-атомных столкновений. Показано также, что по дисперсионным свойствам плазменная антенна с m = 1 ближе к металлической антенне, чем антенна с m = 0. |
Ключевые слова: антенна осевого излучения, диаграмма направленности, линейная антенна, несимметричные поверхностные волны в плазме, ограниченная плазма, плазменная антенна бегущей волны, электронно-атомные столкновения в плазме |
Статья поступила в редакцию 19.10.2017
PACS 52.40.Fd; 52.75.-d
УДК 533.9…15:621.396.67
Radiofiz. elektron. 2018, 23(1): 4-9
Полный текст (PDF)
- Истомин Е. Н., Карфидов Д. М., Минаев И. М, Рухадзе А. А. Плазменный несимметричный вибратор с возбуждением поверхностной волной. Физика плазмы. 2006. Т. 32, № 5. С. 423–435.
- Allexeff I., Anderson T., Parameswaran S., Experimental and theoretical results with plasma antennas. IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. Vol. 34, N. 2. P. 166–172.
- Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. Плазменная антенна бегущей волны. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2011. T. 54, № 11. C. 35–39.
- Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. Плазменная антенна осевого излучения. Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59, № 3. C. 1–7.
- Кузелев М. В., Рухадзе А. А., Стрелков П. С. Плазменная релятивистская электроника. Москва: Изд-во МГТУ, 2002. 542 с.
- Уолтер К. Антенны бегущей волны. Пер. с англ. под ред. А. Ф. Чаплина. Москва: Энергия, 1970. 448 с.
- Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. СВЧ-излучение цилиндрического плазменного столба. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2014. Т. 57, № 10. С. 54–59.