[发明专利]一种用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置

权利要求书

1.一种用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，包括微波功率源(1)、波导(3)、金属真空腔(4)和介质天线(5)，所述微波功率源(1)与波导(3)连接，所述波导(3)与金属真空腔(4)无缝连接，所述介质天线(5)设置于波导腔和金属真空腔(4)内，所述金属真空腔(4)填充有不活泼气体；

调节所述微波功率源(1)输出的微波功率，改变所述不活泼气体氛围下产生的等离子体密度，获得可变负介电常数环境。

2.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述介质天线(5)为由低电磁损耗的耐高温介质材料制成的天线。

3.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述介质天线(5)的截面直径与波导(3)的窄边宽度相匹配。

4.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述金属真空腔(4)为圆柱形真空腔体。

5.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述微波功率源(1)与波导(3)间连接有调谐开关(2)。

6.根据权利要求5所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述调谐开关(2)为安装在波导(3)上的金属销钉，通过调节所述金属销钉在波导腔内的长度，调节微波功率源和波导之间的最佳功率适配。

7.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述不活泼气体包括氮气、氦气和氩气中的一种。

8.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述金属真空腔(4)侧壁开设有用于真空抽气或气体出入的开口(41)。

9.根据权利要求1所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述金属真空腔(4)内压强为≤200Pa。

10.根据权利要求9所述的用于激发可变负介电常数环境的微波天线装置，其特征在于，所述介质天线(5)外的等离子体相对介电常数ε_p和等离子体密度n存在如下关系：

其中，ε_p表示等离子体相对介电常数，ε₀表示真空介电常数，e表示电子电量，ω_p表示等离子体的角频率，ω表示微波的角频率，n表示等离子体密度，m_e表示电子质量。