單極柱形等離子體天線的多物理場(chǎng)研究.pdf

1、等離子體天線因?yàn)樵谕ㄐ胖?，尤其是軍事通信中的諸多優(yōu)勢(shì)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。單極柱形等離子體天線是等離子體天線應(yīng)用中的一種典型代表，其研究涉及許多理論，包括非平衡態(tài)等離子學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)等理論，等離子體天線能接受和發(fā)送信號(hào)，能夠快速隱身，能夠快速重構(gòu)，工作時(shí)涉及的主要物理場(chǎng)包括等離子體感應(yīng)耦合場(chǎng)、粒子流動(dòng)場(chǎng)、電磁場(chǎng)等。本文建立了單極等離子體天線的二維軸對(duì)稱柱形模型，并且分析了等離子體天線的各個(gè)物理場(chǎng)對(duì)天線的主要參數(shù)的影響。

2、同時(shí)，考慮了使用有限元分析法時(shí)，網(wǎng)格采用不同的劃分方法對(duì)結(jié)果精確度的影響。
　　首先，根據(jù)柱形單極天線本身的特性，建立了等離子體天線的二維軸對(duì)稱模型，用半邊軸的情況來(lái)預(yù)測(cè)這個(gè)天線柱的情況，這樣可以減少計(jì)算時(shí)間，提高計(jì)算效率；其次，闡述等離子體天線的基本原理和單極等離子體天線的物理機(jī)制，得出了其物理模型（感應(yīng)），推出等離子體天線形成的感應(yīng)耦合形式；再次，結(jié)合非平衡態(tài)的等離子學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)和電磁學(xué)等相關(guān)理論，推出了單極柱形等離

3、子體天線的多物理場(chǎng)控制方程，了解了等離子體天線的多物理場(chǎng)工作情況，用有限元法分析模擬了考慮不同物理場(chǎng)情況下，等離子體密度在單極柱形等離子體天線中的分布情況和天線的輻射方向圖情況。模擬結(jié)果表明：當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)，只觀察等離子體密度，考慮粒子的流動(dòng)場(chǎng)后，等離子體密度的量級(jí)變小，但是等離子體變得更均勻，可有效的天線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，更適合于作天線，并且等離子體密度分布與美國(guó)學(xué)者所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。而觀察天線的輻射方向圖時(shí)，由于等離子體天線自身的感應(yīng)磁場(chǎng)