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相似文献
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1.
提出了一种用于高功率微波武器的等离子体通道天线(PCA),计算了该天线的辐射方向图。推导出了一般性天线的辐射方向函数;建立了PCA的近似电磁模型;给出了圆坐标系下PCA和周围空气中的电磁场,利用边界条件得出了PCA的色散方程,求出PCA的表面波波矢。重点讨论了PCA的辐射场随等离子体密度、天线长度、半径的变化,证实了PCA方向图的可控性。  相似文献   

2.
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提出了一种用于高功率微波武器的等离子体通道天线(PCA),计算了该天线的辐射方向图。推导出了一般性天线的辐射方向函数;建立了PCA的近似电磁模型;给出了圆坐标系下PCA和周围空气中的电磁场,利用边界条件得出了PCA的色散方程,求出PCA的表面波波矢。重点讨论了PCA的辐射场随等离子体密度、天线长度、半径的变化,证实了PCA方向图的可控性。  相似文献   

3.
等离子体天线色散关系和辐射场数值计算   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
赵国伟  徐跃民  陈诚 《物理学报》2007,56(9):5298-5303
研究了电磁波沿轴向对称柱形等离子体天线传播的特性、色散关系及辐射方向图、增益等天线参数.通过对腔体材料介电系数、内外半径、等离子体密度、碰撞频率等参数的分析,结果表明要减小波沿等离子体天线传播的衰减,应当增加等离子体密度,减小碰撞频率,增加等离子体半径,减小腔体厚度,采用介电系数较小的材料.计算了在不同参数条件下,等离子体天线的辐射方向图、增益的变化,这些结果对于等离子体天线的设计很有参考价值. 关键词: 等离子体天线 色散关系 增益 辐射方向图  相似文献   

4.
柱形等离子体辐射场和阻抗的数值计算   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
赵国伟  徐跃民  陈诚 《物理学报》2006,55(7):3458-3463
由柱形非磁化等离子体色散关系,得到信号沿柱形等离子体传输波矢空间分布,再根据天线方程推导得到柱形等离子体在轴向密度均匀、不均匀情况下辐射方向图、辐射阻抗与增益等参数.理论计算结果与实验都证明了柱形等离子体辐射方向图随等离子体参数变化而改变,同时实验结果表明,重新得到的数值计算结果更加精确,更加符合实际测量结果,这对等离子体作为天线传输具有重要的参考价值. 关键词: 柱形等离子体 辐射阻抗 辐射方向图  相似文献   

5.
应用多光子非线性Compton散射模型和数值计算方法,研究了激光等离子体通道天线传播和辐射特性,结果表明:随通道周围介质损耗和传输模式阶数的增大,传输模式THnm衰减常数明显增大.这是因散射使通道内外电场和磁场增强,粒子间碰撞频率增大,电场使更多分子电离而吸收更多能量的缘故.随模式阶数增大,电性有耗介质使相移常数明显减小.这是因散射使高阶模式可能存在被耦合电场俘获的缘故.等离子体耦合频率为0.7附近,衰减常数随频率增大而剧烈增大.这是因散射使介质分子发生二、三阶电离,更多电子被耦合电场急剧加速的缘故.随天线长度增加,天线辐射方向图主瓣和副瓣数量、宽度和最大辐射方向发生明显变化.这是因散射使天线频率增大,辐射波长变短,粒子电离几率增大,辐射波能量和频率成分增大的缘故.  相似文献   

6.
应用多光子非线性Compton散射模型和数值计算方法, 研究了激光等离子体通道天线传播和辐射特性,结果表明: 随通道周围介质损耗和传输模式阶数的增大, 传输模式TH n m衰减常数明显增大。这是因散射使通道内外电场和磁场增强, 粒子间碰撞频率增大, 电场使更多分子电离而吸收更多能量的缘故。随模式阶数增大, 电性有耗介质使相移常数明显减小。这是因散射使高阶模式可能存在被耦合电场俘获的缘故。等离子体耦合频率为0.7附近, 衰减常数随频率增大而剧烈增大。这是因散射使介质分子发生二、三阶电离, 更多电子被耦合电场急剧加速的缘故。随天线长度增加, 天线辐射方向图主瓣和副瓣数量、宽度和最大辐射方向发生明显变化, 这是因散射使天线频率增大, 辐射波长变短,粒子电离几率增大, 辐射波能量和频率成分增大的缘故。  相似文献   

7.
电子回旋共振离子推力器(electron cyclotron resonance ion thruster,ECRIT)离子源内等离子体分布会影响束流引出,而磁场结构决定的ECR区与天线的相对位置共同影响了等离子体分布.在鞘层作用下,等离子体中的离子或电子被加速对壁面产生溅射,形成壁面离子或电子电流,造成壁面磨损和等离子体损失,因此研究壁面电流与等离子体特征十分重要.为此本文建立2 cm ECRIT的粒子PIC/MCC(particle-in-cell with Monte Carlo collision)仿真模型,数值模拟研究磁场结构对离子源内等离子体与壁面电流特性的影响.计算表明,当ECR区位于天线上游时,等离子体集中在天线上游和内外磁环间,栅极前离子密度最低,故离子源引出束流、磁环端面电流和天线壁面电流较低.ECR区位于天线下游时,天线和栅极上游附近的等离子体密度较高,故离子源引出束流、天线壁面电流和磁环端面电流较高.腔体壁面等离子体分布与电流受磁场影响最小.  相似文献   

8.
戴宇佳  宋晓伟  高勋  王兴生  林景全 《物理学报》2017,66(18):185201-185201
开展了波长为532 nm、脉宽为8 ns的纳秒激光诱导空气等离子体射频电磁辐射特性实验研究,基于锥形天线探测空气等离子体在30-800 MHz频谱范围有较强的射频电磁辐射,是等离子体内电偶极子振荡变速运动造成的.实验结果表明:随激光能量增加,30-200 MHz范围内射频辐射强度逐渐变强,但360-600 MHz频率范围射频辐射强度逐渐变弱.等离子体射频辐射的空间分布依赖于入射激光的偏振方向,当激光偏振方向与天线放置方向一致时,该方向上空气等离子体的射频辐射强度高,谱线较丰富.射频辐射总功率随激光能量先增加后降低,采用等离子体电子密度变化对等离子体频率及等离子体衰减系数影响(制约)关系,对射频辐射总功率随激光能量的变化规律进行了解释.  相似文献   

9.
应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,并进行了数值仿真。结果表明:与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体散射截面增大,且随频率增大迅速衰减。这是因散射使等离子体中电子从耦合激光场中获得更多能量,从而导致电子被耦合场俘获的缘故;使瞬变等离子体最大频率随时间呈准直线缓慢下降趋势。这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼效应增强,从而导致电子能量衰减、频率下降的缘故;使缓变等离子体频率随时间缓慢增大。这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼增大效应减弱了频率增大的缘故。  相似文献   

10.
应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,并进行了数值仿真。结果表明:与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体散射截面增大,且随频率增大迅速衰减。这是因散射使等离子体中电子从耦合激光场中获得更多能量,从而导致电子被耦合场俘获的缘故;使瞬变等离子体最大频率随时间呈准直线缓慢下降趋势。这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼效应增强,从而导致电子能量衰减、频率下降的缘故;使缓变等离子体频率随时间缓慢增大。这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼增大效应减弱了频率增大的缘故。  相似文献   

11.
Abstract

In the present work, we have numerically solved the dispersion equation of the surface wave propagating on a uniform collisional plasma column. The electric field and surface current distributions have been computed in different situations. We have investigated the effect of plasma frequency variation on the spatial distribution of the surface current. Results show that varying the electron density of the plasma column enables the plasma column to work as a plasma monopole antenna with a fixed geometrical structure and excited frequency which is able to create different radiation patterns. Our numerical analysis also shows that a little change in the radius of the plasma column has a strong influence on the current distribution at the excited frequency in RF region. This effect can be ignored in the usual (metallic) antenna while it is very important in designing of the plasma monopole antenna.  相似文献   

12.
An annular ring slot antenna is used as the generation of large-volume 2.45-GHz microwave plasma. With argon, a surface wave at the quartz tube can be excited above 250 W. Optical emissions testify the existence of azimuthal modes of m=4 at a pressure of 10 Pa and m=6 at a pressure of 230 Pa. An important conclusion that the uniformity of electromagnetic field in plasma has a dependence on the value of plasma density has been acquired based on theoretical calculations under low pressures. Meanwhile, the efficiency of the plasma source is investigated experimentally. Especially, the spatial distribution of plasma parameter show that homogeneous plasma cylinder with a diameter of 160 mm has been successfully produced at the pressure of 10-1000 Pa  相似文献   

13.
研制了高通鸟笼线圈,使用氩气作为工质气体对射频天线的工作性能进行了初步评估。利用COMSOL5.4模拟出了鸟笼天线在13.56MHz的工作频率下,电场和磁场呈线性极化分布。对鸟笼线圈进行了电路结构解剖,推导出了其谐振频率计算公式。利用热耦合红外测温仪测试了正常工作状态下的鸟笼线圈外表温度明显低于传统射频天线,电容器最高温度仅65.8°。使用光谱仪对螺旋波等离子体放电光谱特性进行诊断。通过朗缪尔探针诊断了不同压强和磁场强度下螺旋波等离子体密度,在1.0Pa、600Gs、射频功率700W条件下等离子体密度达到1.62×1018m-3。诊断了正向功率和反向功率对应的等离子体密度,其与磁滞现象变化趋势雷同。测试了螺旋波等离子体的径向密度分布,其在轴心处密度达到最高。探究了无磁场条件下等离子体特性,其密度值不会发生大幅度跃迁,纵向磁场是引发螺旋波等离子体放电的关键因素,低压条件下有利于得到更低的电子温度,最低达到2.67eV。表明鸟笼线圈低热耗、高馈入的特性使其在激发大体积的高密度螺旋波等离子体方面具有明显优势,可以投入到下一阶段氢气螺旋波等离子体的激...  相似文献   

14.
秦永亮  丁伯江  匡光力  贾华  张立智 《中国物理 B》2010,19(6):65204-065204
The coupling of lower hybrid wave to the plasma is a crucial issue for efficient current drive in tokamaks.This paper establishes a new coupling model which assumes the antenna to be a curved face and the plasma to be a cylinder.Power spectrum considering the coupling between wave-guides in both poloidal and toroidal direction is simply estimated and discussed.The effect of the poloidal wave vector on wave propagation,power deposition and driven current is also investigated with the help of lower hybrid current drive code.Results show that the poloidal wave vector affects the ray tracing,and also has effect on power deposition and driven current.The effect of the poloidal wave vector on power deposition and driven current profile depends on plasma parameters.Preliminary studies suggest that it seems possible to control the current profile by adjusting the poloidal phase difference between the waveguide in poloidal direction.  相似文献   

15.
介绍一种矩形反应腔体结构的表面波等离子体源,通过对垫层介质及天线结构的优化设计,产生了大面积均匀的等离子体.采用静电探针测量了等离子体参数(密度,电子温度)在不同运行条件(气压,功率)下的空间分布;采用扩散模型,数值模拟了等离子体密度在垂直方向上的空间分布,并比较好地解释了实验测量结果. 关键词: 表面波等离子体 狭缝天线 数值模拟 探针测量  相似文献   

16.
K. K. Verma  K. R. Soni 《Pramana》2005,65(3):501-512
The radiation characteristics of a two-element array of equilateral triangular patch microstrip antenna on a ferrite substrate are studied theoretically by considering the presence of bias magnetic field in the direction of propagation of electromagnetic waves. It is found that the natural modes of propagation in the direction of magnetic field are left- and right-circularly polarized waves and these modes have different propagation constants. In loss-less isotropic warm plasma, this array antenna geometry excites both electromagnetic (EM) and electroacoustic plasma (P) waves in addition to a nonradiating surface wave. In the absence of an external magnetic field, the EM- and P-waves can be decoupled into two independent modes, the electroacoustic mode is longitudinal while the electromagnetic mode is transverse. The far-zone EM-mode and P-mode radiation fields are derived using vector wave function techniques and pattern multiplication approaches. The results are obtained in both plasma medium and free space. Some important antenna parameters such as radiation conductance, directivity and quality factor are plotted for different values of plasma-to-source frequency.  相似文献   

17.
In this article, we report the generation of terahertz (THz) radiation using the interaction of a laser‐modulated relativistic electron beam (REB) with a surface plasma wave. Two laser beams propagating through the modulator interact with the REB, leading to velocity modulation of the beam. This results in pre‐bunching of the REB. The pre‐bunched beam travels through the drift space, where the velocity modulation translates into density modulation. The density‐modulated beam, on interacting with the surface plasma pump wave, acquires an oscillatory velocity that couples with the modulated beam density to give rise to a nonlinear current density which acts as an antenna to give THz radiation. By optimizing the parameters of the beam and the wiggler, we obtain power of the order of 10−4 using the current scheme.  相似文献   

18.
周磊  唐昌建 《物理学报》2009,58(12):8254-8259
通过理论研究与数值计算,不均匀等离子体中Langmuir波与电磁波的相互作用及其线性模式转换规律得到了充分的展示.导出了不均匀等离子体中的电磁色散关系,研究了入射电磁波或Langmuir波在通过不均匀等离子体的过程中发生转换的物理过程,以及波的传播矢量随空间坐标变化的关系,并对电磁波与Langmuir波相互作用的机理进行了讨论.研究结果对密度梯度所驱动的等离子体波产生电磁辐射的研究具有重要意义. 关键词: 电磁波 Langmuir波 不均匀等离子体 线性模式转换  相似文献   

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