等离子体隐身中天线参数的数值计算

研究了电磁波沿被轴向对称柱形等离子体包围的天线传播特性.通过对传播波矢、辐射方向图等天线参数分析,表明等离子体层在实现隐身同时,天线波矢、辐射方向图等参数也随等离子体密度、厚度等参数变化,一方面等离子体对电磁波的吸收,波矢衰减系数有增大的趋势,另一方面等离子体密度大于一定密度时,会增加天线的有效半径,使衰减系数减少,这些结果对于设计等离子体隐身具有一定参考价值.     

电磁波在等离子体中的吸收特性和反射特性研究

飞行器再入时会形成等离子鞘套,而等离子鞘套的形成会严重影响电波的传播,造成通信障碍。因此,需要研究电磁波在等离子鞘套中的传播特性,该文通过理论分析推导了电磁波在等离子体中传播的条件和沿不同方向传播时电磁波传播特性的计算方法。同时利用理论推导的结果来研究了电磁波在等离子体中的吸收特性和反射特性,其结果具有很高的准确性。     

电磁波在等离子体中的吸收特性和反射特性研究

飞行器再入时会形成等离子鞘套,而等离子鞘套的形成会严重影响电波的传播,造成通信障碍。因此,需要研究电磁波在等离子鞘套中的传播特性,该文通过理论分析推导了电磁波在等离子体中传播的条件和沿不同方向传播时电磁波传播特性的计算方法。同时利用理论推导的结果来研究了电磁波在等离子体中的吸收特性和反射特性,其结果具有很高的准确性。     

有限磁场中等离子体通道天线的辐射特性分析

为了弥补现有高功率微波武器辐射天线的不足,提出了等离子体通道天线(PCA),研究了该天线的辐射特性.根据PCA的工作原理,将PCA等效为电子在横向旋转、轴向漂移的均匀冷磁化等离子体束,且认为该等离子体束的横截面为沿轴向不改变的圆形;推导出了一般性天线的辐射方向函数;结合麦克斯韦方程和本构关系,得出了PCA的色散方程,求出PCA的表面波波矢.重点讨论了PCA的辐射特性随等离子体密度、天线长度、半径及纵向速度的变化,得出一些有益的结论,为PCA的实现打下坚实的理论基础.     

通道参数对MPCA传播特性的影响分析

该文针对现有高功率微波武器辐射天线的不足,提出了将磁化等离子体通道用作电磁脉冲辐射天线的思想磁化等离子体通道天线(MPCA),分析了MPCA周围为有耗气体媒质时MPCA所传播的一般模式。简单阐述了MPCA的具体实现方法,根据MPCA的工作原理,建立了MPCA的几何模型,导出了广义柱坐标系下磁化等离子体中纵向场所满足的波动方程及纵-横的关系,利用边界条件导出了MPCA严格的特征方程。重点讨论了MPCA的传播常数随等离子体通道参数(等离子体频率和通道半径)的变化。结果表明,强磁场时等离子体频率对天线衰减常数影响增大,且有一极值出现。     

激光引导电磁脉冲的传播特性分析

为了克服现有高功率微波武器天线的不足,提出了一种用激光引导电磁脉冲(EMP)的思想,简单阐述了该思想的具体实现方法,根据其工作原理,建立了激光引导电磁脉冲的电磁模型,引入了矢量位函数,并结合边界条件导出了激光引导电磁脉冲传播的模式色散方程,给出了相应的近似解表达式.分析了激光等离子体通道周围为有耗气体媒质时激光引导电磁脉冲传播的一般模式,重点讨论了传播常数随等离子体参数和周围介质参数的变化.在特殊条件下,将文中导出的结果与文献所给出的结果对比,吻合较好.分析结果表明,通过控制等离子体的频率可以达到控制激光引导电磁脉冲传播特性的目的.     

等离子体天线原理与设计

等离子体天线因具有隐身、动态重构、超宽带等优点,可广泛应用于多功能雷达、电子对抗等军事技术领域。等离子体天线主要包括等离子体柱形电介质天线和反射面天线2种形式。基于表面波在等离子体中的传播特性,给出了柱形等离子体天线系统设计;基于等离子体反射电磁波特性,给出了反射面等离子体天线系统设计,为等离子体天线技术趋于实用化提供了必要的理论及技术准备。     

基于GaAs光电导开关的超宽带微波源

报道了用飞秒激光脉冲触发GaAs光电导开关产生超短电磁脉冲辐射超宽带电磁波的实验结果,分析了超短电脉冲串经宽带天线的辐射特性.在接收端获得了上升时间200ps、脉冲宽度500ps、重复频率82MHz的超短电脉冲串和经宽带天线辐射的超宽带电磁波波形,其电磁波频谱覆盖4.7MHz～14GHz.     

一种宽频带等离子体天线

利用等离子体对电磁波的独特响应，设计了一种可工作于30～512 MHz的新型超宽带等离子体天线。给出了等离子体天线的设计方法，说明了天线的系统组成，采用新形式及阻抗匹配网络实现了天线良好匹配；分析了等离子体天线的低雷达散射截面(RCS)特性；突破关键技术，研制了一套超宽带等离子体天线样机，测试了天线的匹配和辐射特性，测试结果与仿真结果互相吻合。研究成果可推广应用于各类低RCS载体平台的微波通信天线系统中。     

基于特异材料微带漏波天线辐射特性研究

分析复合左右手特异材料微带漏波天线的辐射原理,建立复合左右手材料微带漏波天线仿真模型,通过仿真计算得到微带漏波天线的辐射特性。制备与仿真参数相同的实物天线,测量天线S参数、方向图和天线各单元电容瞬态电压。最后,对仿真试验结果和实物天线测量结果比较,吻合较好。在固定工作频率下,复合左右手特异材料微带漏波天线工作在左手区时,电磁波辐射主要发生在天线结构前几个单元,且电磁波以指数形式快速衰减,工作在右手区时,电磁波沿整个天线辐射,且电磁波衰减较慢。     

星地激光通信中多光束发射的最优发送

在多光束发射系统中,发送天线获得信道状态信息能够提高信道增益,有效克服大气湍流对星地激光通信的影响,提高系统的误码率性能。文章提出一种基于信道互易理论让发送天线获得信道状态信息的方法,然后根据信道状态信息,对发送光束进行最优选择,提高发射功率的利用率,改善信噪比,降低误码率。仿真结果表明,在发送端对发送天线进行最优选择,能够降低星地激光通信的误码率,提高通信系统的性能。     

Wave emission from an open-ended cylindrical channel in a coldmagnetoplasma

We study wave emission from a transmitting system consisting of a magnetic-field-aligned cylindrical plasma channel of enhanced density and a loop antenna immersed in it. An ambient medium is assumed to be a cold uniform magnetoplasma. It is found that when the plasma density in the near-antenna zone increases, the total power radiated from the antenna increases considerably due to the efficient excitation of guided modes on the channel. We consider the emission of these modes from the channel end, assuming that the plasma density in the channel decreases gradually with distance from the loop. It is shown that under ionospheric conditions this transmitting system can be useful for improving the antenna coupling to VLF waves of the ambient plasma     

The use of optically coherent detection techniques for true-timedelay phased array and systems

We analyze a true-time-delay, optically controlled phased array antenna system whereby beam forming is accomplished using a large number of antenna elements that can receive any of several different microwave true-time-delays via the use of coherent optical carriers transmitted through a single fiber. The transmitter and receiver architectures are described in detail. We present calculations for the signal-to-noise ratio (SNR), the signal-to-interchannel interference ratio (SIR) and dynamic range (DR) of one channel for various modulation-demodulation schemes (i.e., AM-heterodyne, FM, PM). We show for an example system that can accommodate 128 antenna elements and provide 128 different delays (7 bits), assuming AM modulation with a bandwidth of 1 MHz, a transmitter power of -5 dBm and a laser linewidth of 10 MHz, we can obtain DR≃50 dB for one channel using a channel separation twelve times of that of the microwave frequency (f_m). For the FM scheme, DR≃60 dB can be obtained for one channel with a laser linewidth of 1 MHz, a FM modulation index of one, and a channel spacing of about 13f_m. With a local oscillator laser tuning range of 100 Å, the system can provide seven-bit resolution for a 128 element antenna array. It is found that coherent optically controlled phased array antennas provide improved controllability over direct detection method, and can have the SNR, SIR and DR that meet the stringent requirements of modern high resolution microwave antenna systems     

由激光靶冲量耦合实验结果判定激光支持爆轰波点燃阈值

根据激光吸收区等离子体组分与激光功率密度的关系判定激光支持爆轰波(LSDW)的点燃阈值。在激光靶冲量耦合实验的基础上,用悬摆动力学方程计算了激光支持爆轰波对铝靶冲量和冲量耦合系数;继而由靶冲量与激光吸收区膨胀介质(等离子体和气体)比热比的Jouguet条件,以及由二维流体动力学数值模拟获得的激光靶冲量随时间的变化过程,得到了激光吸收区介质的比热比随激光功率密度的变化情况,由此可得激光吸收区介质比热比随激光功率密度的增大而减少的结论;根据等离子体和气体比热比的差异定量分析了不同激光功率密度条件下激光吸收区气体和等离子体的构成。由等离子体含量随激光功率密度的变化关系得到了激光支持爆轰波的点燃阈值在(1.62±0.01)×108~(2.10±0.07)×108W/cm2间的结果。     

纳秒激光大气等离子体通道的实验研究

为研究激光击穿大气等离子体通道的长度、寿命及导电特性,应用光束整形的方法将Nd∶YAG脉冲激光2.1 J的能量均匀分布到长度约为1 m的直线上,均匀击穿大气,形成等离子体通道。从空间和时间的角度,分别研究了该等离子体通道的长度、寿命,并使用电学探测手段研究通道的连续导电性。实验结果表明,纳秒激光大气等离子体通道连续导电的空间长度可达80 cm左右,存活寿命在500 ns以上,通道的电阻主要由耦合电阻构成。这些实验结果是飞秒激光大气等离子体通道研究的有益补充,并为大气等离子体通道的应用技术开发提供了实验依据。     

MIMO大气激光通信及其关键技术

多输入多输出(MIMO)系统在不增加频谱资源和发射功率的情况下,能够成倍提高现有系统信道容量的特点,本文将MIMO技术应用于大气激光通信。提出了基于MIMO的大气激光通信并建立了系统模型,详细的阐述了涉及到的关键技术。最后分析了该系统的信道容量变化情况,并通过仿真实验说明了信道容量及误字率与天线数量之间的关系。结果表明:随着天线数量的增加系统的信道容量增大,误码率减小,而且能有效克服大气湍流所产生的闪烁效应。同时在天线数量乘积相同的情况下,接收分集的效果要比发送分集的效果明显。     

纳秒紫外激光空气电离及等离子体导电实验研究

为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性,采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用,测试了相应的电离击穿阈值;尝试建立了连续的激光等离子体电离通道,并进行了激光等离子体通道直流电传输实验,得到的数据显示,在180m J单脉冲能量作用下,连续闪光柱长度8mm,可导电区长度约20mm。结果表明,纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。     

工业环境无线传感器网络分集技术

在工业环境应用无线传感器网络,将面临设备及器材引起的大量散射电磁波带来的无线信道随机衰落。该文对工业环境无线信号进行了分析,针对传感器节点体积及成本受限的情况,在极化分集基础上提出一种天线姿态寻优方案,对极化分集与天线姿态寻优带来的分集增益进行了仿真和对比,并设计了适用于无线传感器网络的天线优化方案。通过工业环境实际测量,验证了无线传感器网络天线分集方案的有效性。     

LTE系统中利用信道估计的天线端口数检测算法

长期演进(LTE）系统中使用多输入多输出(MIMO)技术来改善通信质量并提升信道容量。天线端口数通过循环冗余校验（CRC）掩码的方式隐含于物理广播信道（PBCH）中,遍历1、2、4三种天线端口数情况,分别作为PBCH解码配置,以CRC校验通过并且PBCH解码成功作为确定天线端口数的标志,从而造成冗余计算和时延的产生。为此,提出了一种基于信道估计的天线端口数检测算法,利用正交频分复用（OFDM）调制的LTE信号在空口环境中受频偏和时延影响,造成信道估计结果相位的线性累加,再通过线性回归方程的门限匹配,解决天线端口数检测中频偏影响大、计算量过多和盲检等问题。理论分析和仿真结果表明,该算法复杂度低、时延小,且在残余频偏较大时具有较高的正确率。