[07月01日]等离子体天线 -- 看不见摸不着的天线

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天线是所有射频通讯系统的重要部分。 ,=
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等离子天线技术不采用传统的金属设计，而采用气体等离子体天线技术。这种崭新的天线设计技术在军事和民用上具有很大的发展潜力。相对于传统天线，等离子天线具有无可比拟的优点。 oKMr Pr[`  
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射频信号的收发从一般的广播到各种复杂的武器系统，其共同点都是使用一定尺寸的金属导体在所选用的频率上辐射或接收电磁波。由于金属天线一旦设计好，在结构上难以改变，在实际使用中受到环境、匹配等因数的影响其阻抗匹配等参数不容易达到比较理想的状态，即降低了金属天线的效率 "@^^niSFl  
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由于等离子天线使用被电离的气体作为电磁能量传导介质，通过控制等离子体的形态和强度等参数可以对天线带宽、频率、增益和方向性等特性进行动态的重构。用等离子天线技术所设计的天线与传统的天线相比，其效率将更高、重量更轻、体积更小、尺寸更短、带宽更宽。由于等离子天线是气体形态，在外型和流体力学方面更具隐蔽性。西方很多国家都开展了等离子天线军事方面的研究，其重要科研及应用价值不言而喻。 w}qLI4  
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这种新型天线设计概念与传统的金属天线相比具有许多独特的优点，主要包括： Ur9L8EdC  
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隐形性：当除去电离状态后，等离子体天线将不会产生后向散射雷达波，也不会吸收可降低电子对抗效能的高功率微波辐射； e>
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适应于多种信号：等离子体天线具有可动态重构的特性，如带宽、频率、增益和指向性； 5Q/jI$^h0Z  
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便于远程部署：等离子体天线可以比常规天线设计的更轻、体积更小； 0N87G}Xu  
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效率更高：等离子体天线很好地降低冲击激励效应，从而提高了短脉冲雷达的性能。 b_vKP  
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这些独特的优点将使等离子体天线技术具有广阔的应用前景，如用于海军水面舰与潜艇雷达天线、隐形飞机雷达天线和弹道导弹防御雷达天线等。 FnPn#Cv>*  
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安德森于20世纪90年代中期最早提出了等离子天线这一概念，当时是为了使潜艇在水下工作时沟通联络更容易。用金属天线发射电磁波存在三大缺陷： JT!
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首先，低频率金属天线的体积庞大，容易暴露目标； Cq -URih  
其次，金属天线在高频率下工作时，虽然可以将体积缩小，但由于它们所发出的特殊信号而容易暴露位置； 6DG%pF,  
最后，金属天线容易受到人为干扰。 TWM^5 L:U  
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等离子天线外观与荧光灯管相似，使用电离气体管来发送和接收无线电波，通过控制等离子体的形态和强度等参数可以对天线带宽、频率、增益和方向性等特性进行动态的重构，能随意转换无线电射频，同时也能像金属天线一样以定相波段工作，效率更高、体积更小，基本上克服了上述所有问题。 YB1Jv[  
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由于等离子天线只对等于或小于它本身运行频率的信号发生反应，所以通常用来干扰无线电波的高频信号对它毫无影响。这种天线本身还可以互相嵌套，同时收发多个无线电频率而互不干涉。在同一脉冲电流下工作，仍然保持信号清晰，能耗比普通天线要小1000倍。 M`&78j  
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天线一旦关闭，就不再反射无线电波，而且工作频率越低，就越不容易被发觉。这种隐蔽性使它更适用于秘密性质的军事领域。 H0f]Swh0a  
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美国休斯实验室进行的一项实验表明，采用等离子体技术，可使一个长13cm的微波反射器的雷达截面积在4～14GHz频率范围内平均降低20dB，即雷达获取回波的信号强度减弱至原有的1%。美国海军科学家目前还在利用离子化的等离子体研制一种对武器设计及军事战术皆颇具挑战性的雷达系统。海军研究所正在实施一项称为“捷变镜”(Agile Mirror)的研究计划，该计划旨在研制一种新型舰载与机载雷达，能以比现有雷达快得多的速度跟踪来袭导弹，并使舰船和飞机更为隐身。等离子体分子 .. H]}mg='kI  
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