DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347019110049
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Плазменный столб, заключенный в диэлектрический цилиндр

Плазменно-диэлектрическая антенна бегущей волны

Артур Николаевич Артеменко, Владимир Дмитриевич Карлов, Юрий Васильевич Кириченко, Юрий Федорович Лонин

Аннотация


В работе исследована эффективность преобразования поверхностной волны в излучение в продольно неоднородном плазменном цилиндре. Плазма ограничена диэлектрической оболочкой конечной толщины. Используется метод спектрального разложения поля по набору функций, включающему в себя поверхностные и пространственные волны плазменного цилиндра с диэлектрической оболочкой. Получена система интегро-дифференциальных уравнений для коэффициентов разложения, которые определяют амплитуды прошедшей, отраженной и рассеянной волн, а также диаграммы направленности (ДН). Система уравнений решается для сильного продольного изменения плотности плазмы. Вычислены зависимости коэффициентов трансформации энергии поверхностной волны от градиента плотности плазмы, электрической длины участка неоднородности плазмы, электрического радиуса плазменного цилиндра, диэлектрической проницаемости и толщины диэлектрика. Доля энергии поверхностной волны, которая трансформируется в излучение под острыми углами, может составлять 35%. ДН являются остронаправленными и имеют один лепесток. Максимум излучения приходится на угол в несколько градусов по отношению к направлению распространения поверхностной волны. Ширина лепестка уменьшается, а его положение сдвигается к 0° при увеличении градиента плотности плазмы. Исследовано влияние свойств диэлектрика на характеристики излучения.

Ключевые слова


плазменная антенна бегущей волны; линейная антенна; ограниченная плазма; диаграмма направленности; СВЧ-излучение; поверхностная волна

Полный текст:

PDF

Литература


Rayner, J. P.; Whichello, A. P.; Cheetman, A. D. “Physical characteristics of plasma antennas,” IEEE Trans. Plasma Science, Vol. 32, No. 1, p. 269–281, 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/tps.2004.826019.

Истомин, Е. Н.; Карфидов, Д. М.; Минаев, И. М.; Рухадзе, А. А.; Тараканов, B. П.; Сергейчев, К. Ф.; Трефилов, А. Ю. “Плазменный несимметричный вибратор с возбуждением поверхностной волной,” Физика плазмы, Т. 32, № 5, С. 423–435, 2006. URI: https://elibrary.ru/item.asp?id=9221597.

Derendyaev, D. N. “Radiation of a travelling-wave antenna in plasma in the whistler frequency band,” J. Commun. Technol. Electronics, Vol. 62, No. 4, p. 337-345, 2017. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064226917040040.

Bogachev, N. N.; Bogdankevich, I. L.; Gusein-zade, N. G.; Rukhadze, A. A. “Surface wave and linear operating mode of a plasma antenna,” Plasma Phys. Rep., Vol. 41, No. 10, p. 792-798, 2015. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063780X15100037.

Шевченко, В. В. Плавные переходы в открытых волноводах. Введение в теорию. М.: Наука, 1969, 191 с.

Kirichenko, Yu. V. “Radiation from a plasma layer with a strong longitudinal irregularity,” J. Commun. Technol. Electronics, Vol. 62, No. 12, p. 1215-1223, 2017. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064226917110079.

Kirichenko, Yu. V. “Cylindrical plasma antenna with large longitudinal density irregularity,” J. Commun. Technol. Electronics, Vol. 63, No. 5, p. 438-445, 2018. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064226918050042.

Кириченко, Ю. В.; Лонин, Ю. Ф.; Онищенко, И. Н. “Плазменная антенна бегущей волны,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 54, № 11, С. 35–39, 2011. DOI: https://doi.org/10.20535/s0021347011110057.

Кириченко, Ю. В.; Лонин, Ю. Ф.; Онищенко, И. Н. “СВЧ излучение цилиндрического плазменного столба,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 57, № 10, С. 54–60, 2014. DOI: https://doi.org/10.20535/s0021347014100069.

Уолтер, К. Антенны бегущей волны. М: Энергия. 1970, 525 с.

Anderson, T. Plasma Antennas. Norwood Artech House, 2011. 203 p.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2020
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта