電漿天線

電漿天線

電漿天線是指使用被電離的氣體作為電磁能量傳導介質的天線;等離子天線通過控制電漿的形態和強度等參數可以對天線頻寬、頻率、增益和方向性等特性進行動態的重構。與傳統的天線相比,電漿天線其效率將更高、重量更輕、體積更小、尺寸更短、頻寬更寬。 由於電漿天線採用氣體形態傳導介質,在外型和流體力學方面更具隱蔽性。西方很多國家都開展了等離子天線軍事方面的研究,其重要科研及套用前景廣闊。

名稱

電漿天線 (Plasma Antenna)

原理

射頻激勵產生高密度的柱形電漿;利用電漿特性,當電磁波頻率遠小於電漿頻率時,柱形電漿能夠象金屬一樣反射電磁波,具有天線的性能,因此可以利用這個特點進行通信。

主要特點

電漿天線與傳統的金屬天線相比,具有獨特的優點,主要包括:

1)隱身性:當除去電離狀態後,電漿天線將不會產生後向散射雷達波,也不會吸收可降低電子對抗效能的高功率微波輻射;

2)適應於多種信號:電漿天線具有可動態重構的特性,如頻寬、頻率、增益和指向性;

3)便於遠程布置:電漿天線比常規天線設計更輕、體積更小;

4)效率更高:電漿天線可極大降低衝擊激勵效應,從而提高短脈衝雷達的性能

用途

美國休斯實驗室進行的一項實驗表明,採用電漿技術,可使一個長13cm的微波反射器的雷達截面積在4~14GHz頻率範圍內平均降低20dB,即雷達獲取回波的信號強度減弱至原有的1%。美國海軍科學家目前還在利用離子化的電漿研製一種對武器設計及軍事戰術皆頗具挑戰性的雷達系統。海軍研究所正在實施一項稱為“捷變鏡”(Agile Mirror)的研究計畫,該計畫旨在研製一種新型艦載與機載雷達,能以比現有雷達快得多的速度跟蹤來襲飛彈,並使艦船和飛機更為隱身。電漿分子結構內有足夠的自由電子,因而它屬於一種高溫電離化超導氣體。“捷變鏡”中使用的電漿的超導特性尤為適用於雷達微波的反射,可像鏡子一樣反射雷達電磁波。目前已完成樣機鑑定。假如“捷變鏡”計畫的雷達系統裝備在戰鬥機上,可大大地減輕飛機的重量,使飛機能採用性能更為先進的制導系統、航空電子設備及新型隱身材料等。

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