[发明专利]一种超宽带等离子发射天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发射天线装置，尤其是涉及一种超宽带等离子发射天线装置。

背景技术

天线作为无线电波在空中传输的桥梁，其性能在很大程度上决定了整个无线通信系统的性能。随着无线通信系统的发展，系统对天线的工作带宽、可调性、抗干扰等方面提出了越来越高的要求，因此各种新型天线也成为各方研究热点。其中，以等离子技术为基础的等离子天线在工作带宽、可调性和抗耦合等诸多方面表现出独特优势，因而为未来宽带通信的天线的发展开辟了新的空间。

等离子体天线由内部填充了一定气体的玻璃管或陶管所构成，在外加激励的条件下，其内部气体发生电离，分解成可自由移动的正、负电荷，具有类似于金属的良导电性能，因而可以作为天线用于无线电信号收发，不仅如此，等离子天线更具有传统金属天线没有的优势，主要表现在以下几个方面：

首先，等离子天线具有自重构特性。等离子天线的信号接收部件为等离子柱，其本身受激励源控制。可以通过改变等离子激励源和外磁场强度及方向等物理参数，对天线的频率、带宽、方向性等参数进行瞬间动态重构。

其次，等离子天线具有超宽带性能。由于等离子放电的时间短，电子数目瞬间增加，于是在频域上看，就是此信号的带宽很长，可以应用于需要超宽带天线的场合。

再次，等离子天线具有重量轻的特点。等离子天线事实上是填充了特定电离气体的玻璃管、陶管。因此其重量大大低于传统的金属天线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超宽带等离子发射天线装置，可以实现超宽带发射天线的功能。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括信号发生器、混频器、数据发生器、第一放大器、第二放大器、变压器、第三放大器和等离子放电装置；信号发生器的一端接地，信号发生器的另一端经混频器后分为两路，一路接数据发生器，另一路经第一放大器、第二放大器、变压器和第三放大器与等离子放电装置中的第一金属板连接，等离子放电装置中的第二金属板接地。

所述的等离子放电装置，是一个倒梯形放电腔，倒梯形放电腔的两外侧分别为第一金属板、第二金属板和第一石英板连接而成，倒梯形放电腔中间用第二石英板隔开，靠近第一金属板的一侧装有氮气，靠近第二金属板一侧装有空气，倒梯形放电腔的大端覆盖第三石英板，通过激励源激励进行等离子放电，产生高频带的电磁波信号，通过倒梯形放电腔的大端进行发射。

本发明具有的有益效果是：

本发明利用介质阻挡放电的原理，以低电压激励空气等离子放电，产生纳秒级的高功率电弧，生成超宽带的电磁波信号进行发射。本发明具有电压低，放电时间短，带宽大等优点。

附图说明

图1是本发明实现的系统原理框图。

图2是发射天线等离子放电装置放大模型图。

图中：1、信号发生器，2、混频器，3、数据发生器，4、第一放大器，5、第二放大器，6、变压器，7、第三放大器，8、等离子放电装置，9、第一金属板，10、第二金属板，11、第一石英板，12、第二石英板，13、氮气，14、空气，15、第三石英板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括信号发生器1、混频器2、数据发生器3、第一放大器4、第二放大器5、变压器6、第三放大器7和等离子放电装置8；信号发生器1的一端接地，信号发生器1的另一端经混频器2后分为两路，一路接数据发生器3，另一路经第一放大器4、第二放大器5、变压器6和第三放大器7与等离子放电装置8中的第一金属板9连接，等离子放电装置8中的第二金属板10接地。

如图1所示，信号发生器1产生一个高频的正弦信号，频率可以是1G-3G，选用市售的数据发生器3产生将要发送的数据信号，通过混频器2与信号发生器产生的信号进行调制。混频器采用的是ADI公司的混频芯片LTC5588-1。经过调制的信号经过第一放大器4和第二放大器5放大，第一放大器4和第二放大器5采用的是射频功率放大器HMC313，变压器6采用的是TMS92903CT 升压变压器，将高电流低电压的信号变换为低电流高电压的信号，经过第三放大器放大后，用于等离子放电装置的激励信号。第三放大器7采用的是高频升压变压器来进行放大。