Effect of the method of excitation of the plasma antenna on the spectral characteristics of the radiated signal

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The radiation of signal by the plasma asymmetrical vibrator antenna is studied for two methods of its excitation. Earlier, it was shown that the 2nd and 3rd harmonics of the input signal frequency in the radiation spectrum of the plasma antenna are 10—20 dB stronger than those of a metal antenna with the same geometry. In this work, we study experimentally and by computer simulations the effect of the method of excitation of the plasma asymmetrical vibrator antenna on the spectral characteristics of the signal that it radiates. For the two excitation methods of the antenna, through an electrode and through a coaxial coupler, it was shown that the strength of the signal components at the frequency of the radiated signal and its multiple harmonics is different. The introduction of the coaxial coupler in the antenna excitation scheme allowed us to improve the coupling at the input signal frequency and decrease its components at the 2nd and 3rd harmonics. For the plasma antenna with the coaxial coupler, the difference between the 1st and 2nd harmonics was increased by almost 6 dB, and between the 1st and the 3rd ones by almost 20 dB compared to the antenna excitation scheme through the electrode.

Keywords

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. N. Bogachev

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bgniknik@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

I. L. Bogdankevich

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: bgniknik@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. E. Andreev

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: bgniknik@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

N. G. Gusein-zade

Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences

Email: bgniknik@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

M. S. Usachenok

Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Belarus

Email: bgniknik@yandex.ru
Belarus, Minsk

References

  1. Borg G. G., Harris J. H., Miljak D. G., Martin N. M. // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. P. 3272. https://doi.org/10.1063/1.874041
  2. Rayner J. P., Whichello A. P., Cheetham A. D. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2004. V. 32. P. 269. https://doi.org/10.1109/TPS.2004.826019
  3. Alexeff I., Anderson T., Parameswaran S., Pradeep E. P., Pulasani N. R., Karnam N. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 166. https://doi.org/10.1109/TPS.2006.872180
  4. Liang C., Xu Y., Wang Z. // Chin. Phys. Lett. 2008. V. 25. P. 3712.
  5. Chen Z., Zhu A., LV J. // WSEAS Trans. Commun. 2013. V. 12. P. 63.
  6. Гусейн-заде Н.Г., Минаев И. М., Рухадзе А. А., Рухадзе К. З. // Кр. сообщ. по физике ФИАН. 2011. № 3. С. 42.
  7. Bogachev N. N., Bogdankevich I. L., Gusein-zade N.G., Sergeychev K. F. // Acta Polytechnica. 2015. V. 55. P. 30. https://doi.org/10.14311/AP.2015.55.0034
  8. Ковалев А. С., Вожаков В. А., Кленов Н. В., Аджемов С. С., Терешонок М. В. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 211. https://doi.org/10.7868/S0367292118020075
  9. Беляев Б. А., Лексиков А. А., Лексиков Ан.А., Сержантов А. М., Бальва Я. Ф. // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56. С. 88.
  10. Bogachev N. N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2015. V. 661. P. 012054. https://doi.org/012054.10.1088/1742-6596/661/1/012054
  11. Bogachev N. N., Gusein-zade N.G., Nefedov V. I. // Plasma Phys. Reports. 2019. V. 45. P. 372. https://doi.org/10.1134/S1063780X19030024
  12. Tarakanov V. P. User’s Manual for Code KARAT. Springfield, VA: Berkley Research Associates, Inc., 1992.
  13. Berenger J. P. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1996. V. 44. P. 110. https://doi.org/10.1109/8.477535
  14. Богачев Н. Н., Богданкевич И. Л., Гусейн-заде Н.Г., Рухадзе А. А. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. C. 365. https://doi.org/10.7868/S0367292115100030
  15. Горбунов Л. М. Введение в электродинамику плазмы. М.: Изд-во Ун-та дружбы народов, 1990. 127 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Plasma asymmetric vibrator antenna powered by a coaxial cable: through the electrode of a gas discharge tube (a), through a coaxial connector (b): 1 - metal screen, 2 - gas discharge tube, 3 - coaxial cable, 4 - electrode of a gas discharge tube, 5 - connecting wire, 6 - coaxial connector.

Download (13KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Diagram of the stand for measuring the spectrum of the emitted signal: 1 - transceiver (portable radio station) VX-2100, 2 and 5 - coaxial feeders, 3 - radiating antenna (PNVA or MNVA), 4 - measuring antenna, 6 - attenuator, 7 - spectrum analyzer.

Download (6KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Schemes of numerical models of a plasma vibrator antenna: connection via electrodes (a), connection via a coaxial connector (b): 1 — coaxial cable, 2 — dielectric tube with PIC plasma, 3 — metal screen, 4 — universal absorbing layer PML.

Download (50KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Experimentally measured spectra of the emitted unmodulated harmonic oscillation (taking into account the attenuation coefficient of the attenuator): MNVA (a), PNVA connected through the central electrode of the gas discharge tube (b), PNVA connected through a coaxial adapter [9] (c).

Download (45KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. PNVA radiation spectra (simulation results) in relative units for two cases of PNVA excitation: through the central electrode (a), coaxial adapter (b).

Download (21KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Normalized histograms of spectra (simulation) for two cases of excitation of the PNVA: 1 - through the central electrode, 2 - coaxial adapter.

Download (10KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».