СПОСОБ СОГЛАСОВАНИЯ АНТЕНН ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК H01Q1/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи низкочастотного диапазона, устанавливаемых на космических летательных аппаратах.

Целью изобретения является повышение эффективности при работе в низкочастотном диапазоне в ионосфере Земли.

На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит рамочную антенну 1, установленную на корпусе 2 летательного аппарата, блок 3 напуска газа и низкочастотный генератор 4.

Устройство работает следующим образом.

В окрестность рамочной антенны 1 напускают газ, например воздух, с помощью блока 3 напуска газа и осуществляют его ионизацию электрическим полем рамочной антенны 1, возбуждаемой низкочастотным генератором 4. В результате диффузного распыливания ионизированного газа вдоль геомагнитного поля и перемещения источника ионизации образуется неоднородный резонансный плазменный волновод, который трансформирует излучаемую волну в волну в невозмущенной ионосфере Земли и тем самым обеспечивает повышение эффективности излучения малогабаритной рамочной антенны в ионосфере Земли на любых высотах более 150 км.

Реализация данного режима возможна при условии выполнения следующего соотношения амплитуды поля ионизации с расходом газа:
Е > 2 ˙10^-5 d^4/3/P, где Е амплитуда электрического поля на раскрыве антенны, В/м;
d диаметр раскрыва антенны;
Р расход газа, кг/с.

Кроме того, плоскость рамочной антенны 1 устанавливают перпендикулярно магнитному полю Земли. Рамочная антенна 1 выполнена в виде тороидальной катушки с параметрами, выбранными из условия
≅ < где а и R малый и большой радиусы тороидальной катушки;
N полное число витков тороидальной катушки;
h расстояние между осями соседних витков провода;
r радиус провода;
λ_o длина волны излучения в вакууме.

Выполнение рамочной антенны в виде тороидальной катушки с указанными параметрами позволяет дополнительно повысить эффективность излучения вследствие формирования резонансного плазменного волновода с поперечным сечением, равным диаметру возбуждающей рамочной антенны.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения повышение эффективности при работе в низкочастотном диапазоне в ионосфере Земли. Способ согласования антенн летательных аппаратов осуществляется устройством, содержащим рамочную антенну 1, установленную на корпусе 2 летательного аппарата, блок 3 напуска газа и низкочастотный генератор 4. В окрестность антенны 1 напускают газ, например воздух, с помощью блока 3 напуска и осуществляют его ионизацию электрическим полем антенны 1, возбуждаемой г-ром 4. В результате диффузного расплывания ионизированного газа вдоль геомагнитного поля и перемещения источника ионизации образуется неоднородный резонансный плазменный волновод. Он трансформирует излучаемую волну в невозмущенной ионосфере Земли, что обеспечивает повышение эффективности излучения антенны 1 в ионосфере Земли на любых высотах более 150 км. Ионизацию газа осуществляют низкочастотным полем антенны 1, которую ориентируют перпендикулярно магнитному полю Зелми. Выполнение антенны 1 в виде тороидальной катушки с заданными параметрами позволяет дополнительно повысить эффективность излучения. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ согласования антенн летательных аппаратов, заключающийся в формировании искусственного плазменного образования и возбуждении его низкочастотным электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности при работе в низкочастотном диапазоне в ионосфере Земли, формируют исскуственное плазменное образование в виде неоднородного плазменного волновода путем напуска газа и его последующей ионизации низкочастотным полем, амплитуда которого связана с расходом газа соотношением
E > 2 · 10^-5 d^4/3/P,
где E амплитуда электрического поля на раскрыве антенны, В/м;
d размер раскрыва антенны;
P расход газа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионизацию газа осуществляют низкочастотным полем рамочной антенны, которую ориентируют перпендикулярно магнитному полю Земли. 3. Устройство для согласования антенн летательных аппаратов, содержащее рамочную антенну, установленную с возможностью ориентации относительно магнитного поля Земли, отличающееся тем, что введен блок напуска газа, а рамочная антенна выполнена в виде тороидальной катушки, при этом малый a и большой R радиусы тороидальной катушки и длина волны излучения в вакууме λ_o связаны соотношением

где h расстояние между осями соседних витков провода катушки;
r радиус провода катушки;
N полное число витков тороидальной катушки.