تاثیر فرکانس و شکل موج تحریک جریان متناوب بر آنتن پلاسمایی تک قطبی u شکل

امروزه فن آوری پلاسما، کاربردهای قابل توجهی در صنایع مختلف از جمله مخابرات یافته است. حد یونیزاسیون بالای پلاسما سبب شده که بتوان از آن به‌عنوان یک رسانای خوب و به‌عنوان جایگزینی برای فلز در ساختارهای فرکانس بالا استفاده کرد. در سال های اخیر توجه جوامع علمی و به‌خصوص مراکز فضایی و نظامی به محیط پلاسما برای طراحی ساختارهای آنتن قابل پیکربندی مجدد، موج‌برها و سطوح فرکانس گزین (fss) افزایش یافته است. دلیل این موضوع مشخصات ویژه محیط پلاسما بوده که با استفاده از آن می توان کنترل و انطباق‌پذیری را بر ساختارهای مختلف پیاده سازی کرد. تاثیر استفاده از پلاسما در آنتن ها عبارت است از: بهبود حساسیت و جهت‌دهی، قابلیت پنهان سازی و سطح مقطع راداری کم، تنظیم جهت الگوی تشعشعی، حل مشکل تزویج و تداخل آنتن های آرایه ای، تغییر فرکانس کاری. ایجاد پلاسما روش های مختلفی دارد که عبارت‌اند از: تحریک با جریان مستقیم، جریان متناوب، موج سطحی. هدف از این پژوهش، مطالعه و بررسی اثر تحریک جریان متناوب پلاسما با فرکانس و شکل موج های مختلف بر پارامترهای آنتن پلاسمایی تک‌قطبی u شکل از جمله: تطبیق، فرکانس های تشدید و پهنای باند می باشد. این نوع از تحریک علاوه بر قابلیت مصرف توان بسیار کمتر، موجب افزایش فرکانس کاری آنتن تک‌قطبی u شکل مورد آزمایش تا حد 2 گیگاهرتز و پهنای باند آن می شود. سیگنال های ارسالی یا دریافتی از آنتن توسط یک کوپلر خازنی به آنتن پلاسمایی اعمال یا از آن دریافت می شوند. همچنین با تغییر فرکانس و شکل موج جریان تحریک(مربعی، مثلثی، سینوسی) پلاسما نتایج مختلفی بر پارامترهای آنتن از جمله: بهبود تطبیق، شیفت فرکانس مرکزی و تغییر پهنای باند، مشاهده و اندازه گیری شده است.

The Effect of Frequency and Waveform of AC Excitation on UShaped Monopole Plasma Antenna

Today, plasma technology has found significant applications in various industries including telecommunications. The highionization limit of plasma has made it a good conductor and a substitute for metal structures in high frequency. In recent years, the plasma environment for the design of reconfigurable antenna structures, waveguides, and frequencyselective surface (FSS) has received more attention by scientific societies, especially space and military centers. This is because of the specific characteristics of the plasma environment that can be used to control and adapt the antenna for different purpose. The effects of plasma usage on the antennas include: Improved sensitivity and Directivity, low Radar Cross Section (RCS), radiation pattern scaning, antenna array coupling and frequency tuning. Plasma can be created with many different ways: excitation with direct current, alternating current, surface wave driven. The purpose of this study was to investigate the effect of alternating current excitation with different frequency and waveform on Ushaped monopole plasma antenna parameters including: reflection coefficient, resonance frequencies and bandwidth. This type of excitation increases the operating frequency of the Ushaped antenna up to 2 GHz and its bandwidth in addition to its much lower power consumption. The signals sent or received from the antenna are applied to or received by a capacitive coupler to the plasma antenna. Also, by changing the frequency and waveform of excitation current (square, triangular, sinusoidal) of plasma, different results on antenna parameters were observed and measured, including: decrease reflection coefficient, central frequency shift and bandwidth change.