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美國對(duì)等離子體天線

文章來源: 互聯(lián)網(wǎng)    錄入: mweda.com   

美國對(duì)等離子體天線的實(shí)用性研究工作始于1990年。美國海軍實(shí)驗(yàn)室(NRL)開展了以X波段艦載天線、94GHz機(jī)載天線和60GHz空基天線為對(duì)象的系統(tǒng)研究,主要思想是用等離子體板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)體反射面,用磁場和電極控制天線的掃描射束方向[11]  
 
 
 

圖片:1.JPG

1 電離氣體等離子體天線  
美國Tennessee大學(xué)先后在美國空軍科學(xué)研究局(AFOSR)和海軍研究局(ONR)的資助下,研究了隱身等離子體天線,主要包括等離子體輻射窗天線、低雷達(dá)截面的振子天線及其陣列的理論和相關(guān)的可行性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。已成功開發(fā)出了一種采用U形放電管的等離子體天線,U形放電管中充滿電離的惰性氣體,如圖1所示。天線工作時(shí),電極通過氣體放電將其中氣體電離,形成等離子體。當(dāng)無線電信號(hào)通過金屬電極進(jìn)入管中后,可以通過促使等離子體中的自由電子振蕩而產(chǎn)生電磁波,即可向外發(fā)送無線電信號(hào),同樣它也可以用來接收無線電信號(hào)。而不用或需要隱蔽時(shí),只要將天線基部的金屬電極關(guān)閉,其中的惰性氣體馬上恢復(fù)到正常狀態(tài)而成為絕緣體,此時(shí)天線即成為普通介質(zhì)材料,敵方雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)。最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該天線在100MHz~1GHz內(nèi)與同一配置的金屬天線效果大致相同,兩者發(fā)射和接收的噪聲電平相當(dāng)。  
 
 

圖片:2.JPG

2 等離子體拋物柱面天線  
美國海軍正在研究一種可裝在潛望鏡上、并能快速裝拆的小型等離子體天線,可用于接收1~45GHz頻率范圍的無線電信號(hào)。  
 

圖片:3.JPG

3 等離子體反射器  
美國馬克蘭德技術(shù)公司(Markland)一直在研究氣體等離子體天線技術(shù),圖2和圖3為該公司研制的部分等離子體天線。已取得了一系列重要成果。并證明了等離子體天線與傳統(tǒng)的金屬天線相比,具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),主要包括:  
1)隱身性:當(dāng)除去電離狀態(tài)后,等離子體天線將不會(huì)產(chǎn)生后向散射雷達(dá)波,也不會(huì)吸收可降低電子對(duì)抗效能的高功率微波輻射;  
 
2)適應(yīng)于多種信號(hào):等離子體天線具有可動(dòng)態(tài)重構(gòu)的特性,如帶寬、頻率、增益和指向性;  
 
3)便于遠(yuǎn)程布置:等離子體天線比常規(guī)天線設(shè)計(jì)更輕、體積更小;  
 
4)效率更高:等離子體天線可極大降低沖擊激勵(lì)效應(yīng),從而提高短脈沖雷達(dá)的性能。  
 
美國休斯實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明,采用等離子體技術(shù),可使一個(gè)長13cm的微波反射器的雷達(dá)截面積在414GHz頻率范圍內(nèi)平均降低20dB,即雷達(dá)獲取回波的信號(hào)強(qiáng)度減弱至原有的1%。美國海軍科學(xué)家目前還在利用離子化的等離子體研制一種對(duì)武器設(shè)計(jì)及軍事戰(zhàn)術(shù)皆頗具挑戰(zhàn)性的雷達(dá)系統(tǒng)。海軍研究所正在實(shí)施一項(xiàng)稱為“捷變鏡”(Agile Mirror)的研究計(jì)劃,該計(jì)劃旨在研制一種新型艦載與機(jī)載雷達(dá),能以比現(xiàn)有雷達(dá)快得多的速度跟蹤來襲導(dǎo)彈,并使艦船和飛機(jī)更為隱身。等離子體分子結(jié)構(gòu)內(nèi)有足夠的自由電子,因而它屬于一種高溫電離化超導(dǎo)氣體。“捷變鏡”中使用的等離子體的超導(dǎo)特性尤為適用于雷達(dá)微波的反射,可像鏡子一樣反射雷達(dá)電磁波。目前已完成樣機(jī)鑒定。假如“捷變鏡”計(jì)劃的雷達(dá)系統(tǒng)裝備在戰(zhàn)斗機(jī)上,可大大地減輕飛機(jī)的重量,使飛機(jī)能采用性能更為先進(jìn)的制導(dǎo)系統(tǒng)、航空電子設(shè)備及新型隱身材料等。  

網(wǎng)友回復(fù):

學(xué)習(xí)一下國外的最新研究動(dòng)態(tài)

網(wǎng)友回復(fù):

看起來很酷啊!國內(nèi)沒聽說這個(gè)在研究呢。

網(wǎng)友回復(fù):

厲害呀

網(wǎng)友回復(fù):

以后的發(fā)展方向,但是這個(gè)等離子體天線似乎做起來有點(diǎn)復(fù)雜! 應(yīng)用起來可能不方便吧!

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