等離子體天線是一種利用等離子體元素來取代金屬傳導(dǎo)體元素的射頻天線，通常由充滿低壓氣體的絕緣管構(gòu)成。絕緣管中的氣體電離后形成的等離子體具有良好的導(dǎo)電性，能和金屬導(dǎo)電媒質(zhì)一樣接收和發(fā)射電磁波，等離子體就代替?zhèn)鹘y(tǒng)天線中的金屬導(dǎo)體發(fā)射或接收電磁波而構(gòu)成等離子體天線。Moisan 等證實(shí)在氣體柱一端加上射頻形成表面波，表面波能激勵(lì)并維持等離子體柱體，這就是單極表面波驅(qū)動(dòng)等離子體天線的方法，這種等離子體天線具有較高的效率較低的噪聲。研究證實(shí)等離子體天線可以用來傳輸AM 或FM 音頻信號(hào)和TV 視頻信號(hào)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　等離子體天線中充入氦氬潘寧氣體時(shí)，可降低放電起始功率，延長有效長度，增加等離子體密度。因此，研究潘寧效應(yīng)存在時(shí)表面波等離子體天線柱體放電起始功率的大小、等離子體長度與所加射頻功率的關(guān)系和等離子體密度沿天線柱的分布對(duì)于提高等離子體天線的輻射效率和隱身性能至關(guān)重要。

　　本文根據(jù)潘寧效應(yīng)的理論知識(shí)，定性分析了氦氬混合氣體在潘寧效應(yīng)影響下對(duì)等離子體天線物理特性的影響，實(shí)驗(yàn)測量了不同氦氬配比下等離子體天線的等離子體柱長度、等離子體密度和放電起始功率的差異，研究得出用一定比例的氦氬潘寧氣體充入放電管做成的等離子體天線具有許多優(yōu)良特性，對(duì)于等離子體天線的均勻穩(wěn)定激勵(lì)與維持和提高天線的輻射效率與隱身性能至關(guān)重要。

4、結(jié)束語

　　本文根據(jù)潘寧氣體放電規(guī)律對(duì)單極表面波等離子體天線在氦氬氣體潘寧效應(yīng)影響下的等離子體長度和等離子體密度進(jìn)行了詳盡的實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)比了潘寧氣體存在時(shí)等離子體天線與銅天線的接收特性。我們知道，等離子體長度、密度是等離子體天線的重要參量，這些參量對(duì)于提高等離子體天線的性能特別是輻射和隱身性能至關(guān)重要，因此研究氦氬潘寧氣體存在時(shí)等離子體天線的等離子體參量意義重大，研究得出用一定比例的氦氬潘寧氣體充入放電管做成的等離子體天線具有許多優(yōu)良特性，對(duì)于等離子體天線的均勻穩(wěn)定激勵(lì)與維持和提高天線的輻射效率與隱身性能至關(guān)重要。

　　【作者】 孫乃峰；王世慶；慈佳祥；

　　【Author】 SUN Nai-feng1,2,WANG Shi-qing1,2,CI Jia-xiang2 (1.Southwestern Institute of Physics,Chengdu 610041,China; 2.Engineering & Technical College,Chengdu University of Technology,Leshan 614007,China)

　　【機(jī)構(gòu)】 核工業(yè)西南物理研究院；成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院；

　　【摘要】 根據(jù)潘寧氣體放電的物理特性,定性分析了等離子體天線中氦氬潘寧氣體放電的特性,實(shí)驗(yàn)測量了充滿氦氬潘寧氣體的等離子體天線與充滿純氦或純氬等離子體天線的等離子體長度、等離子體密度,得出等離子體天線中充入氦氬潘寧氣體時(shí),在同等條件下能使等離子體天線的有效長度更長,等離子體密度更高。等離子體密度對(duì)天線的輻射效率和隱身性能影響很大,因此研究氦氬潘寧效應(yīng)存在時(shí)表面波等離子體柱的等離子體長度與所加射頻功率的關(guān)系和等離子體密度沿天線的分布對(duì)于提高天線的輻射效率和隱身性能至關(guān)重要。

　　【Abstract】 Based on the physical characteristics of Penning gas discharge,the characteristics of He-Ar Penning gas discharge in plasma antennas were analyzed qualitatively.Plasma length and plasma density were measured in plasma antenna filled with both He-Ar Penning gas and pure He or Ar.The results showed that the plasma antenna filled with He-Ar Penning gas can make the effective length of the antenna longer and the plasma density higher under otherwise equal conditions.The radiation efficiency of the antenna and its invisibility are significantly affected by plasma density.So,it is crucial to the improvements of antenna’s radiation efficiency and invisibility:to investigate the relation between the length of surface wave plasma column and input RF power when the Penning effect is found at that time and the plasma density distribution along the antenna.

　　【關(guān)鍵詞】 等離子體天線；等離子體密度；潘寧氣體；

　　【Key words】 plasma antennas； plasma density； Penning gas；