• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ПЛАЗМЕННАЯ АНТЕННА С АЗИМУТАЛЬНО-НЕСИММЕТРИЧНЫМИ БЕГУЩИМИ ВОЛНАМИ ТОКА

Карлов, ВД, Кириченко, ЮВ
Organization: 

Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба
77/79
, ул. Сумская, Харьков, 61023, Украина
E-mail: karlovvd@ukr.net

Национальный научный центр Харьковский физико-технический институт
1,
ул. Академическая, Харьков, 61108, Украина
E-mail: kiryuv51@ukr.net

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)

References: 
  1. 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.
  2. 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.
  3. Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. Плазменная антенна бегущей волны. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2011. T. 54, № 11. C. 35–39.
  4. Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. Плазменная антенна осевого излучения. Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59, № 3. C. 1–7.
  5. Кузелев М. В., Рухадзе А. А., Стрелков П. С. Плазменная релятивистская электроника. Москва:  Изд-во МГТУ, 2002. 542 с.
  6. Уолтер К. Антенны бегущей волны. Пер. с англ. под ред. А. Ф. Чаплина. Москва: Энергия, 1970. 448 с.
  7. Кириченко Ю. В., Лонин Ю. Ф., Онищенко И. Н. СВЧ-излучение цилиндрического плазменного столба. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2014. Т. 57, № 10. С. 54–59.