CN101286587A - 电控等离子体八木天线 - Google Patents
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Abstract
一种电控等离子体八木天线，属于天线技术领域。其特征在于：包括位于中心的有源振子；包括呈环形对称排列于有源振子四周的反射/引向振子；上述反射/引向振子为2N个，其中N为自然数且大于等于1；上述的反射/引向振子既可作为反射振子又可作为引向振子，其中与有源振子呈中心对称的每两个反射/引向振子为一对反射振子和引向振子；同一时间只有一对反射振子和引向振子处于工作状态。该天线具有灵活的方向性。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种用于通信技术领域的天线，尤其是一种电控等离子体八木天线。
背景技术
八木天线又称引向天线，它是20世纪20年代由日本东北大学的八木秀次和宇田新太郎共同研制发明的一种天线，所以称为八木-宇田天线，简称八木天线。
由于八木天线具有很好的定向性，较之偶极子天线具有较高的增益，所以被广泛应用于米波、分米波段的通信、电视等无线电设备中，用来测距及远距离通信。近年来米波八木天线的军事应用备受瞩目，主要用作雷达天线，用于隐形目标的识别和电子对抗。
八木天线一般由一个反射振子，一个有源振子和若干个引向振子组成，反射振子和引向振子都是无源的，其中反射振子位于有源振子的一侧长度比有源振子稍长，起到削弱从该方向传来的电波以及本天线发射出去的电波的作用，属于电感性；引向振子位于有源振子的另一侧，长度较有源振子稍短，起到增强从该方向传来的电波以及从本天线发射出去电波的作用，属于电容性。所有振子都平行的排列在一个平面上。
八木天线的振子一般为金属导电管，例如铝管、铜管或铝合金管等。由于金属对电磁波具有较强的反射能力，所以其雷达散射截面较大，导致传统的金属八木天线隐身性能差，在电子战中生存能力较低。
传统的八木天线安装好之后其辐射方向是一定的，如果想改变其辐射方向必须通过人工或者机械调整天线的位置和极化方向，灵敏度低，故障率高。所以传统的八木天线不具有灵活的方向性。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有灵活的方向性的电控等离子体八木天线。
本发明采取的技术方案是：一种电控等离子体八木天线，其特征在于：包括位于中心的有源振子；包括呈环形对称排列于有源振子四周的反射/引向振子；上述反射/引向振子为2N个，其中N为自然数且大于等于1；上述的反射/引向振子均匀分布在所在圆周上；上述的反射/引向振子既可作为反射振子又可作为引向振子，其中与有源振子呈中心对称的每两个反射/引向振子为一对反射振子和引向振子；同一时间只有一对反射振子和引向振子处于工作状态。
以下为上述电控等离子体八木天线的一种具体结构：所述有源振子、反射/引向振子结构相同，具体为密闭玻璃管结构其内部充有惰性气体，射频激励装置安装于上述密封玻璃管上并与激励源相连，射频激励源与射频激励控制装置相连；通过改变加到密闭玻璃管上的射频功率来调节振子的电长度使其满足有源振子、反射振子和引向振子的长度要求；信号耦合装置安装于有源振子上，并与射频信号源相连。
本发明与传统八木天线相比其有益效果是，结构简单易行，用密闭玻璃管代替金属振子，成本大为降低，重量减轻。当天线关闭时玻璃管的雷达散射截面非常小，所以隐身性能优越。天线工作时位于中心的玻璃管一直处于被激发的状态，作为八木天线的有源振子，而通过控制所述圆周上一对玻璃管上的激励源的通断以及激励功率的大小就可以在多个方向上产生八木天线的反射振子和引向振子，从而实现智能控制天线的辐射方向，具有非常灵活的方向性。同时不工作的玻璃管对工作单元的干扰非常小
附图说明
图1：本发明电控等离子体八木天线的俯视结构图。
图2：本发明电控等离子体八木天线工作时三个振子的剖视图。
图中标号名称：1、反射/引向振子，2、有源振子，3、射频激励源，4、激励控制装置，5、射频信号源，6、激励环套，7、耦合环套。
具体实施方式
本发明所述的电控等离子体八木天线包括，反射/引向振子1、有源振子2、射频激励源3、激励控制装置4、射频信号源5、激励环套6、耦合环套7。反射/引向振子1和有源振子2为密闭玻璃管结构，内充有惰性气体。
密闭玻璃管一共九根，其中一根位于中心，在距离其中心十分之一波长的圆周上每隔45度角放置一根，一共放置八根，其中同在一条直线上的密闭玻璃管1为一对，共四对。
密闭的玻璃管中充满低压惰性气体，当惰性气体被电离时，管内将产生等离子体柱，由于等离子体具有良好的导电性，所以可以作为八木天线的振子，代替传统的金属振子。在惰性气体组成成分和压强一定的情况下，通过射频控制装置4控制射频激励源3输出功率的大小，就能有效控制等离子体柱的长度，从而实现在不改变天线物理尺寸的前提下改变天线振子的导电长度，满足八木天线反射振子、有源振子和引向振子长度不同的要求。
所述的低压惰性气体一般采用氩气和汞蒸汽组成的混合气体，其中氩气可用氦气，氖气，氪气，氙气中的一种代替。气体电离的阀值电压按照氦、氖、氩、氪、氙的顺序依次降低。
射频激励装置即激励环套6位于密闭玻璃管的底部，一般为具有一定宽度的紫铜环套，紧包在玻璃管的外部。激励源3为200w的射频激励源，其输出连续可调。射频激励源3产生500MHz的正弦激励信号，通过引线连接到激励环套6上，在激励环套6上产生射频电流，从而在激励环套包围的玻璃管内产生蜗旋电场，管内气体在蜗旋电场作用下电离产生等离子体柱。
激励控制装置4用来控制射频激励源3的通断以及激励源3的输出功率大小。所述的九根密闭玻璃管上的射频激励源3都连接到激励控制装置4。
信号耦合装置即耦合环套7，与激励环套6相同，为具有一定宽度的紫铜环套，紧包在玻璃管的外部，位于激励环套6的下部。射频信号源5产生的射频信号通过引线馈到耦合环套7上，然后耦合环套7将信号通过电容耦合方式耦合到管中的等离子体导体柱上，发射出去。
所述的密闭玻璃管都装有射频激励装置3和射频激励源6，而信号耦合装置5和射频信号源7只安装在位于中心的作为有源振子的玻璃管2上。
通过激励源控制装置4使中间密闭管工作，通过调节激励源3的输出功率使管内等离子体柱的长度满足八木天线有源振子的要求，通过4控制圆周上任意一对玻璃管上所加激励源3输出功率的大小使对应的等离子体柱长度和八木天线反射振子和引向振子长度相同，天线的指向就被确定。如果需要改变天线方向，只需通过激励控制装置4控制圆周上玻璃管对的开闭和输出功率大小。整个过程完全不需要改变天线的物理结构，也不需要机械转动，天线指向的灵敏性大大提高。同时不工作的玻璃管对工作单元的干扰非常小。
Claims (5)
1、一种电控等离子体八木天线，其特征在于：
包括位于中心的有源振子(2)；
包括呈环形对称排列于有源振子四周的反射/引向振子(1)；
上述反射/引向振子为2N个，其中N为自然数且大于等于1；
上述的反射/引向振子既可作为反射振子又可作为引向振子，其中与有源振子呈中心对称的每两个反射/引向振子为一对反射振子和引向振子；
同一时间只有一对反射振子和引向振子处于工作状态。
2、根据权利要求1所述的电控等离子体八木天线，其特征在于：所述有源振子(2)、反射/引向振子(1)结构相同，具体为密闭玻璃管结构其内部充有惰性气体，射频激励装置安装于上述密封玻璃管上并与射频激励源(3)相连，射频激励源(3)与激励控制装置(4)相连；通过改变加到密闭玻璃上的射频功率来调节振子的电长度使其满足有源振子(2)、反射振子和引向振子的长度要求；
信号耦合装置安装于有源振子上，并与射频信号源(5)相连。
3、根据权利要求2所述的电控等离子体八木天线，其特征在于：所述的射频激励装置即为激励环套(6)。
4、根据权利要求2所述的电控等离子体八木天线，其特征在于：所述的信号耦合装置即为耦合环套(7)。
5、根据权利要求2所述的电控等离子体八木天线，其特征在于：反射/引向振子为8个。
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