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美國(guó)對(duì)等離子體天線

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美國(guó)對(duì)等離子體天線的實(shí)用性研究工作始于1990年。美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室（NRL）開(kāi)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(chǎng)和電極控制天線的掃描射束方向[11]。  
 
 
 

圖片:1.JPG

圖1 電離氣體等離子體天線  
美國(guó)Tennessee大學(xué)先后在美國(guó)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(kāi)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(guò)氣體放電將其中氣體電離，形成等離子體。當(dāng)無(wú)線電信號(hào)通過(guò)金屬電極進(jìn)入管中后，可以通過(guò)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(wú)線電信號(hào)，同樣它也可以用來(lái)接收無(wú)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

圖2 等離子體拋物柱面天線  
美國(guó)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(wú)線電信號(hào)。  
 

圖片:3.JPG

圖3 等離子體反射器  
美國(guó)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(guó)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(zhǎng)13cm的微波反射器的雷達(dá)截面積在4～14GHz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(guó)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(lái)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�！敖葑冪R”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(guó)外的最新研究動(dòng)態(tài)

網(wǎng)友回復(fù):

看起來(lái)很酷啊！國(guó)內(nèi)沒(méi)聽(tīng)說(shuō)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(lái)有點(diǎn)復(fù)雜！ 應(yīng)用起來(lái)可能不方便吧！

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