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美國對等離子體天線

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

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圖1 電離氣體等離子體天線  
美國Tennessee大學先后在美國空軍科學研究局（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、低雷達截面的振子天線及其陣列的理論和相關的可行性實驗驗證。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，電極通過氣體放電將其中氣體電離，形成等離子體。當無線電信號通過金屬電極進入管中后，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，同樣它也可以用來接收無線電信號。而不用或需要隱蔽時，只要將天線基部的金屬電極關閉，其中的惰性氣體馬上恢復到正常狀態(tài)而成為絕緣體，此時天線即成為普通介質(zhì)材料，敵方雷達難以發(fā)現(xiàn)。最新實驗結果表明，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。  
 
 

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圖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。  
 

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圖3 等離子體反射器  
美國馬克蘭德技術公司(Markland)一直在研究氣體等離子體天線技術，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，具有獨特的優(yōu)點，主要包括：  
1）隱身性：當除去電離狀態(tài)后，等離子體天線將不會產(chǎn)生后向散射雷達波，也不會吸收可降低電子對抗效能的高功率微波輻射；  
 
2）適應于多種信號：等離子體天線具有可動態(tài)重構的特性，如帶寬、頻率、增益和指向性；  
 
3）便于遠程布置：等離子體天線比常規(guī)天線設計更輕、體積更��；  
 
4）效率更高：等離子體天線可極大降低沖擊激勵效應，從而提高短脈沖雷達的性能。  
 
美國休斯實驗室進行的一項實驗表明，采用等離子體技術，可使一個長13cm的微波反射器的雷達截面積在4～14GHz頻率范圍內(nèi)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等離子體研制一種對武器設計及軍事戰(zhàn)術皆頗具挑戰(zhàn)性的雷達系統(tǒng)。海軍研究所正在實施一項稱為“捷變鏡”(Agile Mirror)的研究計劃，該計劃旨在研制一種新型艦載與機載雷達，能以比現(xiàn)有雷達快得多的速度跟蹤來襲導彈，并使艦船和飛機更為隱身。等離子體分子結構內(nèi)有足夠的自由電子，因而它屬于一種高溫電離化超導氣體。“捷變鏡”中使用的等離子體的超導特性尤為適用于雷達微波的反射，可像鏡子一樣反射雷達電磁波。目前已完成樣機鑒定。假如“捷變鏡”計劃的雷達系統(tǒng)裝備在戰(zhàn)斗機上，可大大地減輕飛機的重量，使飛機能采用性能更為先進的制導系統(tǒng)、航空電子設備及新型隱身材料等。  

網(wǎng)友回復:

學習一下國外的最新研究動態(tài)

網(wǎng)友回復:

看起來很酷��！國內(nèi)沒聽說這個在研究呢。

網(wǎng)友回復:

厲害呀

網(wǎng)友回復:

以后的發(fā)展方向，但是這個等離子體天線似乎做起來有點復雜！ 應用起來可能不方便吧！

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