[發明專利]一種等離子體定向掃描天線

有效

• 申請號: 200910243956.3
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101728651A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 徐躍民;侯印鳴;程芝峰;端木剛;孫海龍;丁亮;吳逢時;鑒福升;朱翔;孫簡
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/23
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明涉及等離子體領域、無線電領域，特別涉及一種等離子體定向掃描天線。

背景技術

目前，無線通信的方向掃描天線都采用金屬面反射入射的某一固定頻段的電磁 波，該天線一經制成，就只能對某一固定頻段的電磁波進行反射，如果想改變該天 線的反射波頻段覆蓋范圍，是不可能的。

專利“一種電磁波反射裝置”(專利申請號：200910238463.0)提供一種電磁波反 射裝置，該裝置利用等離子體技術產生等離子體片作為電磁波的反射面，實現電磁 波反射；該電磁波反射裝置包含：一真空室3，真空室3內設置有一對陰極2與陽極 1，陰極2與陽極1外接激勵電源；真空室外設有磁場產生設備4，用于產生垂直于 陰極與陽極的軸向磁場。隨等離子體的密度不同，該等離子體片對不同頻率的電磁 波具有反射作用。該裝置成功的實現了將等離子體片作為某個頻率范圍的反射面， 通過調節等離子體片的密度，可以實現對不同頻率電磁波進行反射，但是一個陰極 只能形成一片等離子體反射面，該裝置并不能直接應用于方向掃描天線，從而將電 磁波向指定的空間進行輻射。

發明內容

本發明的目的在于，為克服現有的等離子體片做反射面天線的方案不能實現方 向掃描等問題，從而提出一種等離子體全向掃描天線。

為此，本發明提出一種等離子體定向掃描天線，該天線利用等離子體技術產生 等離子體片，所述的等離子體片作為電磁波的反射面，將初級照射天線發射的電磁 波，用快速切換的等離子體片反射，輻射到空間，實現電磁波反射，形成波束的快 速掃描。在切換開關的控制下，處于不同方向的等離子體片交替工作，使得電磁波 射向不同方向，可實現180度的電磁波波束掃描。

為實現該目的，本發明提出一種等離子體的定向掃描天線，該裝置包含：一真 空室，所述的真空室內陰極與陽極；真空室外設有磁場產生設備，在真空室內形成 等離子體片，其特征在于，所述的陰極為若干相交于同一端點且位于同一水平面的 陰極組，所述的陰極組由一組快速切換開關連接至若干高電壓激勵電源，通過該切 換開關控制若干等離子體片的快速切換。

作為本發明的一種改進，所述的夾角，通過設置最大張角為90度的兩個陰極， 其余若干陰極可均勻或不均勻的分布在該90度夾角范圍內，實現對入射電磁波的180 度輻射。

作為本發明的又一種改進，所述的切換開關，包含：

控制系統，用于控制IGBT模塊的導通和截止，按需求給出開關指令以實現若干 陰極的快速切換；

若干IGBT模塊，所有IGBT的輸入端相連，接入高壓電源，每個IGBT模塊的 輸出端分別與一個陰極的輸入端相連，用于實時改變交替工作的等離子體片。

高壓電源，與若干IGBT模塊的輸入端相連，用于驅動等離子體片工作。

我們發明了一種新的電磁波束在180度方向上掃描的裝置，即用上述方法產生 的等離子體片作為反射面，一定頻率的電磁波照射到該平面上，象照射到金屬面上 一樣產生反射，同時也符合“入射角等于反射角”的規律。在切換開關的控制下，處 于不同方向的等離子體片交替工作，使得電磁波射向不同方向，實現波束在180度 方向上掃描。同時，對其它頻率的電磁波具有透射作用。

本發明的優點在于，可以選擇性地反射不同頻率的電磁波；該等離子體片可以 瞬間打開或關閉，關閉后，對電磁波不起任何作用；利用電切換來改變電磁波束在 180度空間進行反射，可直接作為180度的定向掃描天線使用，掃描速度快。

附圖說明

圖1是現有技術的等離子體片的產生裝置示意圖；

圖2是本發明的等離子體定向掃描天線的結構示意圖；

圖3是本發明的等離子體的180度定向掃描天線的陰極結構示意圖；

圖4是切換開關的電路示意圖。

附圖標識：

1、陽極????????????2、陰極????????????3、真空室

4、磁場產生設備????5、等離子體面??????6、電磁波輻射源(發射天線)

7～11、多個陰極????12～16、由發射源6射出的電磁波經7～11反射后的方向

具體實施方式

實施例1