Планарна плазмова антена з діелектричним покриттям

Предмет та мета роботи – обчислення коефіцієнтів трансформації поверхневої хвилі у випромінювання у відкритій структурі, що складається з плаского поздовжньо неоднорідного шару плазми, розташованого між металом та шаром діелектрика, а також обчислення діаграм направленості.

Методи та методологія роботи. Використовувався метод спектрального розкладання поля розглянутої відкритої структури за набором функцій, що визначають поверхневі та просторові хвилі. Виведено систему інтегральних рівнянь для коефіцієнтів розкладання. Ці коефіцієнти визначають амплітуди хвиль, що пройшли, відбились та розсіялись на неоднорідності, а також діаграми направленості випромінювання. Система рівнянь розв’язується у випадку швидкої зміни густини плазми. Знайдено залежності коефіцієнтів трансформації енергії в енергію випромінювання від градієнта густини плазми для різних величин електричної довжини ділянки неоднорідності плазми, електричної товщини плазмового шару та товщини діелектричного покриття.

Результати роботи. Наведено приклади, коли частка енергії поверхневої хвилі, яка трансформується у випромінювання, досягає 40...45 %. Ця величина зростає зі збільшенням діелектричної проникності діелектричного покриття та зменшується з ростом його товщини. Характерна діаграма направленості має одну вузьку пелюстку, яка розташована під гострим кутом. Положення максимуму діаграми направленості зсувається до напрямку розповсюдження поверхневої хвилі, а ширина її зменшується при збільшенні градієнта густини плазми.

Висновок. Досліджено модель планарної плазмової антени, яка складається з плаского поздовжньо неоднорідного шару плазми, розташованого між провідником та діелектричною пластиною. Показано високу ефективність перетворення енергії поверхневої хвилі у випромінювання, що спрямоване під гострими кутами.