تحليل آنتن پلاسماي ستوني با تحريك موج سطحي

An Investigation on the Surface Wave Driven Plasma Monopole Antenna

چكيده: در اين پژوهش، آنتن پلاسماي تك قطبي مورد تحليل و بررسي قرار مي گيرد. شبيه سازي آنتن پلاسما به دو روش مجزا، يكي استفاده از سيمولاتور HFSS و ديگري شبيه سازي با استفاده از روش عدديFDTD انجام شده است. نتايج شبيه-سازي آنتن پلاسما در محيط HFSS، با نتايج حاصل از شبيه سازي عددي ارايه شده در ساير مقالات مقايسه شده و نتايج به دست آمده بيانگر ميزان قابليت اطمينان به روش شبيه سازي مذكور در اين ساختار جديد از آنتنهاست. در ادامه، پس از تشريح مشخصات موج سطحي روي ستون پلاسما، مشخصات تشعشعي، امپدانسي، سطح مقطع راداري و بهره آنتن ستوني پلاسما با روش عددي FDTD مورد ارزيابي قرار گرفته و نتايج آن با مشخصات تشعشعي آنتن فلزي با ابعاد مشابه مقايسه شده است. با توجه به آن كه آنتن تك قطبي معمولاً در محدوده فركانس تشديد استفاده مي شود، مشخصات تشعشعي به دست آمده از آنتن تك قطبي پلاسما از مقبوليت خوبي برخوردار مي باشند و بنابراين، از اين تكنولوژي نوظهور مي توان به عنوان عنصر تشعشعي استفاده نمود.

This theoretical study examines the characteristics of a surface wave driven plasma monopole antenna using finite difference time domain method (FDTD) as well as commercial full wave simulator. The results show that the full wave simulator can be considered as an acceptable tool in simulation of a plasma antenna. Input impedance, radiation pattern, gain, efficiency and radar cross section of plasma antenna at plasma and collision frequency values are presented here using FDTD numerical method. Comparison between the achieved results with a conventional metallic antenna shows that the plasma antenna is an acceptable radiation tool in the first resonant region and can provide a dynamically reconfigurable antenna.