Низкочастотная плазменная антенна

Низкочастотная плазменная антенна

Реферат

 

Использование: системы радиосвязи в космосе с использованием ионосферной плазмы. Сущность изобретения: для формирования низкочастотного сигнала сложной формы и используется излучающий элемент в виде, по крайней мере, двух многовитковых рамок с подключенными к их клеммам резонансными усилителями. Радиусы рамок связаны с отношением резонансных частот математическим выражением, что обеспечивает эффективное возбуждение симметричных волн в плазменном волноводе на соответствующих частотах. 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для возбуждения низкочастотных сигналов сложной формы в ионосфере Земли с борта ракет средней и малой дальности (например, метеоракет) как в целях радиосвязи, так и для активного радиовоздействия на параметры ионосферной плазмы. Целью изобретения является расширение рабочей полосы частот низкочастотных плазменных антенн. Поставленная цель достигается тем, что низкочастотная плазменная антенна, содержащая излучающий элемент в виде рамки и блок напуска газа, причем расход газа (кг/с) связан с амплитудой низкочастотного поля Е(В/М) на раскрыве антенны d(M) следующим соотношением Е > 2 10^-5d^4/3/ отличается тем, что, с целью расширения рабочей полосы частот, излучающий элемент выполнен в виде, по крайней мере, двух многовитковых рамок с подключенными к их клеммам резонансными усилителями мощности, при этом отношение радиусов рамок связано с отношением излучаемых резонансных частот выражением R/R_p= (_р/)^1/4 где R_p радиус высокочастотной рамки, резонансная частота которой равна собственной частоте ионосферной плазмы. В предлагаемой многоконтурной антенне одна из частот спектра излучаемого сигнала подбирается равной собственной частоте ионосферной плазмы (_{р рез}) для гарантирования формирования в ионосфере согласующей плазменной неоднородности источником умеренной мощности и предусмотрено разделение функций между рамками. Излучение рамки, настроенной на частоту _{р рез} хорошо поглощается в окрестности антенны и служит для формирования ИПО, излучение других рамок ( < _р) слабо поглощается в окрестности антенны и служит для передачи информации на большие расстояния. Для эффективного возбуждения симметричных волн в неоднородном плазменном волноводе на существенно разных частотах необходимо выбрать радиусы излучающих рамок таким образом, чтобы витки с током находились в пучностях соответствующих компонент поля . Как известно, положение максимума азимутальной компоненты поля зависит от частоты по закону r_max ()^-1/4, поэтому радиус рамки R, излучающей на частоте , должен быть связан с радиусом рамки R_p, формирующей излучением на частоте _р плазменный волновод, соотношением R/R_p=( _p/)^1/4 На чертеже показана блок-схема предлагаемой низкочастотной плазменной антенны. Антенны включает задающий генератор 1, трансформатор 2, широкополосный усилитель 3, трансформатор 4, три канала 5, 6, 7, две линии задержки 8 и 9, промежуточные усилительные каскады 10, 11, 12 в каждом из каналов, согласующие трансформаторы 13, 14, 15, резонансные усилители мощности 16, 17, 18 и нагрузочные резонансные контуры 19, 20, 21, а также блоки напуска газа 22 и 23. Устройство работает следующим образом. Задающий генератор (ЗГ) 1 формирует сигнал исходной формы (меандр). Этот сигнал через согласующий трансформатор 2 подается на широкополосный усилитель 3 и затем с помощью делителя трансформатора 4 разделяется без искажения формы на 3 части сигналы в каналах 5, 6, 7. В канале 5 непосредственно, а в каналах 6, 7 после прохождения линий задержки (ЛЗ) 8,9 сигналы независимо усиливаются промежуточными усилительными каскадами (УП) 10, 11, 12 и через согласующие трансформаторы 13, 14, 15 попадают на выходные резонансные усилители мощности (УМ) 16, 17, 18. Наличие линий задержки в каналах позволяет регулировать по амплитудам и фазам соотношения между гармониками передаваемого сигнала и тем самым позволяет варьировать форму излучаемого сигнала в целях улучшения помехозащищенности передаваемой информации. Нагрузочные резонансные контуры 19, 20, 21 резонансных усилителей мощности настроены в последовательный резонанс на частоты спектра исходного сигнала (например, для меандра соответственно ₁= _o, ₂= 3_o, ₃= 5_o). Таким образом, в выходных контурах выделяются и усиливаются сигналы, пропорциональные спектральным гармоникам исходного сигнала. Для работы устройства на высотах > 150 км предусмотрены блоки напуска газа 22, 23.

Формула изобретения

НИЗКОЧАСТОТНАЯ ПЛАЗМЕННАЯ АНТЕННА, содержащая излучающий элемент в виде рамки и блок напуска газа, причем расход газа связан с амплитудой низкочастотного поля Е на раскрыве антенны следующим соотношением: E > 210^-5d^4/3, отличающаяся тем, что, с целью расширения полосы частот, изучающий элемент выполнен в виде, по крайней мере, двух многовитковых рамок с подключенными к их клеммам резонансными усилителями мощности.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000