плазменная антенна
Плазменная антенна — это тип радиоантенны, находящийся в настоящее время в разработке, в котором вместо металлических элементов традиционной антенны используется плазма . [1] Плазменная антенна может использоваться как для передачи , так и для приема . [2] Хотя плазменные антенны стали применяться на практике только в последние годы [ когда? ] , идея не нова; патент на антенну, использующую эту концепцию, был выдан Дж. Хеттингеру в 1919 году. [3]
Ранние практические примеры технологии использовали разрядные трубки для удержания плазмы и называются антеннами ионизированной газовой плазмы. Антенны ионизированной газовой плазмы можно включать и выключать, и они хороши для скрытности и сопротивления радиоэлектронной борьбе и кибератакам. Антенны ионизированной газовой плазмы можно вкладывать так, чтобы антенны ионизированной газовой плазмы с более высокой частотой помещались внутрь антенн ионизированной газовой плазмы с более низкой частотой. Антенные решетки ионизированной газовой плазмы с более высокой частотой могут передавать и принимать сигналы через антенные решетки ионизированной газовой плазмы с более низкой частотой. Это означает, что антенны ионизированной газовой плазмы можно размещать вместе, а антенные решетки ионизированной газовой плазмы можно накладывать друг на друга. Антенны ионизированной газовой плазмы могут устранять или уменьшать помехи на соседних участках. Интеллектуальные антенны ионизированной газовой плазмы используют физику плазмы для формирования и управления антенными лучами без необходимости использования фазированных решеток. Спутниковые сигналы можно направлять или фокусировать в отражательных или преломляющих режимах с помощью банков плазменных трубок, что делает уникальные спутниковые плазменные антенны ионизированной газовой плазмы. Тепловой шум ионизированных газоплазменных антенн меньше, чем у соответствующих металлических антенн на более высоких частотах. [1] Твердотельные плазменные антенны (также известные как плазменные кремниевые антенны) с управляемой направленной функциональностью, которые могут быть изготовлены с использованием стандартных технологий изготовления кремниевых чипов, в настоящее время также находятся в стадии разработки. [4] Плазменно-кремниевые антенны являются кандидатами для использования в WiGig (планируемое усовершенствование Wi-Fi ), а также имеют другие потенциальные применения, например, для снижения стоимости устанавливаемых на транспортные средства радарных систем предотвращения столкновений . [4]
Операция
В ионизированной газоплазменной антенне газ ионизируется, создавая плазму. В отличие от газов , плазма имеет очень высокую электропроводность , поэтому радиочастотные сигналы могут проходить через нее, так что она действует как управляемый элемент (например, дипольная антенна ), чтобы излучать радиоволны или принимать их. В качестве альтернативы плазма может использоваться как отражатель или линза , чтобы направлять и фокусировать радиоволны из другого источника. [5]
Твердотельные антенны отличаются тем, что плазма создается из электронов, генерируемых путем активации тысяч диодов на кремниевом чипе. [4]
Преимущества
Плазменные антенны обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими антеннами, в том числе:
- Как только плазменный генератор выключается, плазма возвращается в состояние непроводящего газа и, следовательно, становится фактически невидимой для радаров . [1] [2] [6] [7]
- Их можно динамически настраивать и перенастраивать по частоте , направлению , полосе пропускания , усилению и ширине луча , что устраняет необходимость в нескольких антеннах. [2] [6] [7] [8]
- Они устойчивы к радиоэлектронной борьбе . [6] [7]
- На спутниковых частотах они демонстрируют гораздо меньше теплового шума и способны передавать данные с большей скоростью. [7] [9]
Ссылки
- ^ abc «Stealth» антенна из газа, непроницаемая для помех science20.com, опубликовано 2007-11-12, получено 2010-12-14
- ^ abc Plasma Antenna Center for Remote Sensing, дата обращения 2010-12-14
- ^ Воздушный проводник для беспроводной сигнализации и других целей. Патент США 1309031, опубликован 08.07.1919, дата обращения 15.12.2010
- ^ abc Беспроводная связь со скоростью плазмы New Scientist , опубликовано 2010-12-13, получено 2010-12-14
- ^ Плазменные антенны: обзор технологий и современного состояния дел DC Jenn, опубликовано 29.09.2003, получено 15.10.2010
- ^ abc Advances in Plasma Antenna Design Alexeff, I et al. , Университет Теннесси, ISSN 0730-9244, ISBN 0-7803-9300-7 , опубликовано 15.05.2007, получено 14.12.2010
- ^ abcd Плазменные антенны Теодор Андерсон, Artech house, 2011, ISBN 978-1-60807-143-2
- ^ Plasma Antennas scribd, доступ 2010-12-15
- ^ Электронно-управляемая и фокусирующая плазменная отражательная антенна и электроно-управляемый и фокусирующий банк плазменных трубок. Архивировано 04.01.2011 в Wayback Machine Haleakala Research and Development, дата обращения 14.12.2010
Внешние ссылки
- Антенна с реконфигурируемой длиной - Патент США 6710746
- Твердотельная плазменная антенна - Патент США 7109124
- Статья с изображением
- Статическая спутниковая плазменная антенна
- Плазменные антенны: обзор технологий и современное состояние дел
- Антенны с малыми вносимыми потерями для формирования диаграммы направленности
- Андерсон, Теодор (2011). Плазменные антенны. Бостон: Artech House . стр. все. ISBN 978-1-60807-143-2.
