طراحی مفهومی، ساخت و بررسی آنتن پلاسمایی دو قطبی با قابلیت تغییر ‏بسامدی در باند ‏Vhf

در این مقاله به شبیه سازی و ساخت آنتن پلاسمایی دو قطبی که بسامد آن در ناحیه‌ vhf قابل تغییر است می پردازیم. محیط رسانای آنتن، پلاسمای ناشی از تخلیه‌ الکتریکی مستقیم در یک لوله‌ شیشه ای است. برای تحریک آنتن از یک جفت کننده‌ استوانه ای از جنس آلومینوم واقع در مرکز لوله پلاسما استفاده می شود.، با تغییر میزان فشار گاز، امپدانس ورودی مدار و نیز اختلاف پتانسیل دو سر محیط پلاسما، می توان ناحیه‌ کاری آنتن را در محدوده‌ بسامدی چند صد مگا هرتز تغییر داد. شبیه سازی و محاسبات عددی برای آنتنی به طول 76 سانتی‌متر‏ و شعاع 2 سانتی‌متر‏ که تحت تاثیر اختلاف پتانسیل 15 کیلوولت در فشار 0.8 بار بود انجام گرفت. در فشار ثابت به وسیله‌ مقاومت هایی که به صورت موازی با آنتن در مدار قرار می گیرند، امپدانس مدار تخلیه تغییر داده شده و به نوعی چگالی پلاسما تنظیم می شود. برای بسامد پلاسمای  و  با استفاده از روابط نیمه تجربی، شبیه‌سازی نشان دهنده‌ تشدید به ترتیب در دو ناحیۀ  و  است که اندازه گیری‌های تجربی با توافق خوب نشان دهنده‌ تشدید در دو ناحیه‌  و  است. همچنین برای مقایسه، شبیه سازی برای یک آنتن فلزی با هندسه مشابه صورت گرفته است که ناحیه‌ کاری آن در بسامد  مشاهده شد.

Conceptual design, manufacturing and investigation of dipole plasma ‎antenna with the capability of frequency variation in the VHF band

In this article, we simulate and manufacture a dipole plasma antenna whose frequency is variable in the VHF band. The conductive medium of antenna is the plasma created by the DC discharge in a glass tube. To excite the antenna, we use a cylindrical aluminum coupler installed at the middle of the antenna. By varying values of gas pressure, input impedance of circuit and the voltage deference between two ends of the plasma medium, one can change the working area of antenna at a few hundred gigahertz frequency interval. Simulation and numerical calculations are carried out for an antenna with 78cm length and 2cm radius at 0.8 bar pressure exerted under 15KV voltage difference. At constant pressure, by using some parallel resistors in the antenna circuit, the impedance of discharge circuit is changed and consequently the plasma density is varied. For plasma frequencies   and ,  using semiexperimental formulae, analysis shows resonances at frequencies 250MHz and 311MHz, respectively, which are in good agreement with the experimental results which take place at frequencies 217MHz and 272MHz. Additionally, simulation is accomplished for a  metal antenna with corresponding geometry whose working frequency detected at 184MHz.