- Плазменная антенна
-
Плазменная антенна — разрабатываемый тип радиоантенн, в которых вместо металлических проводников для приёма и передачи радиоволн используется ионизированный газ — плазма[1][2]. Несмотря на то, что плазменные антенны только появляются, сама идея использовать плазму в антеннах была запатентована в 1919 году и принадлежит Дж. Хеттингеру (J. Hettinger)[3].
Самые первые образцы подобных антенн создавали плазму в газоразрядных приборах (чаще всего лампах) и назывались антеннами с ионизированным газом[1]. Твердотельные плазменные антенны (также известные как кремниевые плазменные антенны - PSiAN) строятся на кремниевых микросхемах и обладают функцией управления направленностью антенны[4]. Плазменные кремниевые антенны скорее всего будут использоваться в технологии WiGig (предполагаемой замены Wi-Fi), а также, например, для уменьшения стоимости радиолокационной системы предупреждения столкновений[4][5]. Кроме твердотельных антенн на данный момент известно три направления создание антенн на основе плазмы: формирование проводящего канала, созданного в атмосфере, под воздействием ионизирующих излучений; взрывные методы формирования плазменных струй в открытом пространстве; использование полученной в диэлектрических трубках плазмы [6].
Содержание
Принцип действия
В плазменной антенне происходит ионизация газа для образования плазмы, которая в отличие от обычного газа обладает довольно высокой электропроводимостью (в частности, при температурах выше 15·106 K проводимость плазмы превышает проводимость серебра[7]), что существенно увеличивает качество передачи радиосигналов. Плазменная антенна является практически аналогом идеального вибратора (например, вибратор Герца) и может использоваться как для передачи радиоволн, так и для их приёма. Кроме того, плазменная антенна может использоваться как рефлектор или линза для отражения или фокусировки радиоволн от другого источника[8].
Твердотельные антенны отличаются тем, что плазма создается за счет множественного испускания электронов, порождаемых активацией тысяч диодов в кремниевой микросхеме[4][5].
Преимущества
Плазменные антенны обладают существенными преимуществами над обычными антеннами, например:
- как только плазменный генератор выключается, плазма моментально возвращается в состояние обычного непроводящего радиоволны газа, становясь незаметной для радара[1][9][2];
- в плазменных антеннах можно динамически изменять частоту, направление, пропускную способность, усиление и ширину луча, что позволяет заменять несколько антенн[9][2][10][5];
- плазменные антенны устойчивы к радиоэлектронной борьбе[9];
- на спутниковых частотах плазменные антенны вносят меньше теплового шума и способны передавать данные на большей скорости[11].
Примечания
- ↑ 1 2 3 T. R. Anderson and I. Alexeff 'Stealth' Antenna Made Of Gas, Impervious To Jamming (англ.). science20.com (12 November 2007). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 Center for Remote Sensing Plasma Antenna (англ.). Center for Remote Sensing. Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ Aerial Conductor for Wireless Signaling and Other Purposes (англ.). United States Patent 1309031. FreePatentsOnline.com (8 July 1919). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 David Hambling Wireless at the speed of plasma (англ.). New Scientist (13 December 2010). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 Британцы разработали революционную плазменную антенну (рус.). LiveStream.Ru (14 декабря 2010). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ Пузанов А.О. Комплексный импеданс скин-слоя плазменного столба, сформированного в свободном пространстве методом взрыва (рус.). 28 декабря 2006 г (25 ноября 2012). Архивировано из первоисточника 8 декабря 2012.
- ↑ Плазма в Физической Энциклопедии
- ↑ D C Jenn Plasma Antennas: Survey of Techniques and the Current State of the Art (англ.). Technical Report. Naval Postgraduate School, Monterey, CA 93943-5000 (29 September 2003). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ 1 2 3 Alexeff, I et al.' Advances in Plasma Antenna Design (англ.). Tennessee University, ISSN: 0730-9244, ISBN 0-7803-9300-7 (15 May 2007). Архивировано из первоисточника 8 июля 2012. Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ Plasma Antennas Plasma Antennas (англ.). книга. scribd.com (18 October 2008). Проверено 22 декабря 2010.
- ↑ Dr. Ted Anderson An Electronically Steerable and Focusing Plasma Reflector Antenna and An Electronically Steerable and Focusing Bank of Plasma Tubes (англ.). Haleakala Research and Development.(недоступная ссылка — история) Проверено 22 декабря 2010.
Ссылки
- Antenna having reconfigurable length — United States Patent 6710746
- Solid state plasma antenna — United States Patent 7109124
- Твердотельная плазменная антенна ускорит беспроводную связь (англ.). Новости науки - R&D.CNews (2010.12.20). Архивировано из первоисточника 11 мая 2012. Проверено 22 декабря 2010.
Категория:- Антенны
Wikimedia Foundation. 2010.