一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法与流程

专利2026-07-16  9


本发明属于等离子体对电磁波的调制技术,具体涉及一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法。


背景技术:

1、等离子体技术主要通过反射等离子面阵或透射式等离子透镜等被动方式实现微波信号的相位调制。这样的调制方式主要通过控制介质的介电常数来改变介质的反射或者透射性能,而等离子体的特点就在于可以通过控制等离子体的浓度、分布情况和材料等因素改变介电常数,等离子体对电子波的传播特性随着介电常数而改变。所以利用等离子体技术进行信号接收可以在不改变天线实际孔径的条件下实现超分辨、高精度的测角功能,有潜力应用在未来电磁环境监测系统中来提高系统的工作带宽和测角精度。

2、《一种用于微波凝视成像的等离子体调制器》(电子技术设计与应用第47卷第1期)中介绍了一种用于微波凝视成像雷达的等离子体调制,最终石英约束腔尺寸设计为:外径50~54mm,壁厚2mm,长度0.6m,适应微波频段为l频段。

3、《一种vhf-uhf可重构低rcs等离子体天线设计》(电子技术第47卷第1期)介绍了一款新颖的vhf-uhf可重构低rcs等离子体天线,工作频段为40~120mhz和120~500mhz,具有水平全向辐射的特点。

4、现有公开文献显示,目前研究的等离子调试器在电磁波反应时,都是低频段和窄带的,未涉及到超宽带的等离子调制器的设计和制备方法。


技术实现思路

1、本发明提出了一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,该方法首先理论分析等离子体和超宽带微波作用的机理,其次建立宽带等离子体数学模型,通过cst仿真遍历不同角度不同频率情况下等离子体不同状态对电磁波的幅相特性,然后根据所仿真的幅相曲线指导等离子体调制器的设计,最后通过一系列充气工艺、烧结工艺完成等离子体调制器的制备,采用实际电磁环境辐射测试法验证本发明的有效性。

2、实现本发明的技术解决方案为:一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,步骤如下:

3、步骤1、确定等离子体调制器的工作频段和瞬时带宽。

4、步骤2、研究等离子体和超宽带微波作用的机理。

5、步骤3、建立宽带等离子体数学模型。

6、步骤4、通过cst仿真遍历不同角度不同频率情况下等离子体不同状态对电磁波的幅相特性。

7、步骤5、采用特殊的充气工艺、烧结工艺完成等离子体调制器的制备。

8、步骤6、建立实际电磁环境辐射测试法验证所设计的有效性。

9、本发明与现有技术相比,其显著优点在于:将现有等离子体调制器适应的电磁波频段大大扩展,瞬时带宽在工作频段内全覆盖,建立了一套可重复的设计与制备方法,避免了传统等离子体调制器在面临大带宽应用时需要采用多套调制器组成阵列的方式,为应用系统的小型化奠定基础。



技术特征:

1.一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,步骤2中,研究等离子体和超宽带微波作用的机理,具体如下:

3.根据权利要求2所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,步骤3中,建立宽带等离子体数学模型,具体如下:

4.根据权利要求3所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,根据等离子体理论,为保证等离子体体现出穿透性质,等离子体特征频率需要小于微波工作频率。

5.根据权利要求1所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,步骤5中,采用充气工艺、烧结工艺完成等离子体调制器的制备,具体如下:

6.根据权利要求5所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,制备等离子体调制器的实验装置包括抽真空设备、充气设备、和焊接密封设备。

7.根据权利要求6所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,抽真空设备及工艺,具体如下:

8.根据权利要求6所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,充气设备及工艺,具体如下:

9.根据权利要求6所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,焊接密封设备,具体如下:

10.根据权利要求9所述的适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,其特征在于,实验使用的可燃气体是乙烯,其火焰温度可达1400℃,将火焰对准等离子体管与充气管道终端连接处的密封点周边,先旋转而均匀地进行预热,缓慢地将接口处的玻璃融化,让熔融状态的玻璃在管内外气压差的作用下合拢,密封完成后,再进行退火处理。


技术总结
本发明公开了一种适应超宽带电子波的等离子体调制器设计与制备方法,首先理论分析等离子体和超宽带微波作用的机理,其次建立宽带等离子体数学模型,通过CST仿真遍历不同角度不同频率情况下等离子体不同状态对电磁波的幅相特性,然后根据所仿真的幅相曲线指导等离子体调制器的设计,最后通过一系列充气工艺、烧结工艺完成等离子体调制器的制备,采用实际电磁环境辐射测试法验证本发明的有效性。

技术研发人员:冯晨峰,高叶盛,侯文栋,戴吉,史梦阳,周磊,张元时,李铭時,马佳慧,杨蔚
受保护的技术使用者:中国航天科工集团八五一一研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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