[发明专利]一种等离子天线阻抗匹配装置

说明书

本发明涉及一种等离子天线阻抗匹配装置，其包括：介质等离子激励腔体(1)、耦合腔体(2)、第一耦合环(3)、第二耦合环(10)、第一耦合环支撑杆(5)、第二耦合环支撑杆(6)、第一同轴接头法兰座(7)和第二同轴接头法兰座(8)；第一耦合环(3)和第二耦合环(10)分别套设在介质等离子激励腔体(1)上；介质等离子激励腔体(1)套设在耦合腔体(2)内；耦合腔体(2)的外圆周壁上沿轴向方向开有第一射频端口(4)和第二射频端口(9)；第一耦合环支撑杆(5)固定在第一射频端口(4)和第一耦合环(3)之间；第二耦合环支撑杆(6)固定在第二射频端口(9)和第二耦合环(10)之间。

技术领域

本发明属于等离子体天线技术领域，具体涉及一种等离子天线阻抗匹配装置。

背景技术

目前，等离子体天线利用封闭在介质腔体中的电离态惰性气体来代替金属导体，根据等离子体的导电性来辐射电磁波。等离子体天线的优点在于低RCS，可快速自重构。

但是，等离子体天线实现起来非常困难，特别是阻抗匹配与金属天线完全不同。金属天线的特性阻抗可以用仪器或者计算机仿真得到，但是，等离子体天线耦合有很高的激励功率，因此很容易烧毁测量仪器；而且，用计算机仿真由无数电离粒子组成的等离子体天线特性在技术上也难以实现。因此，等离子体天线的阻抗匹配非常复杂而且困难。而且，即使能够在某个频段上实现匹配，也仍存在着匹配后的耦合腔体尺寸过大、过重，严重影响了等离子体天线技术的实用化前景。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的装置存在上述缺陷，本发明提出了一种等离子天线阻抗匹配装置，用于等离子体天线的射频功率耦合，有效减小了等离子体天线的腔体尺寸和结构重量，有效解决了等离子体天线的阻抗匹配非常困难的缺陷，尤其是难以在匹配的状态下尽量缩小金属耦合腔体的尺寸的问题；该装置可以非常容易地实现等离子体天线的阻抗匹配，把金属耦合腔体做得很小很轻。

为了实现上述目的，本发明提供了一种等离子天线阻抗匹配装置，其包括：介质等离子激励腔体、耦合腔体、第一耦合环、第二耦合环、第一耦合环支撑杆、第二耦合环支撑杆、第一同轴接头法兰座和第二同轴接头法兰座；

第一耦合环和第二耦合环分别套设在介质等离子激励腔体上，且二者在轴向方向上相隔，互不连接；介质等离子激励腔体套设在耦合腔体内，且第一耦合环、第二耦合环均位于耦合腔体内；耦合腔体的外圆周壁上沿轴向方向开有第一射频端口和第二射频端口；第一耦合环支撑杆位于第一射频端口和第一耦合环之间，且第一耦合环支撑杆的一端固定在第一耦合环上，其另一端穿过第一射频端口固定在第一同轴接头法兰座上；第二耦合环支撑杆位于第二射频端口和第二耦合环之间，且第二耦合环支撑杆的一端固定在第二耦合环上，其另一端穿过第二射频端口固定在第二同轴接头法兰座上。

作为上述技术方案的改进之一，所述第一耦合环支撑杆和第二耦合环支撑杆均为螺旋状结构，利用螺旋状结构的电感性配合耦合环的电容性，构成匹配网络。其中，螺旋状结构用具有足够硬度的良导体金属丝缠绕而成，射频端口的频率越低、线圈电感越大，螺旋缠绕的圈数越多。

为了尽量减少螺旋线圈的占用空间，从而缩小耦合腔体的整体尺寸，螺旋线圈缠绕时应该尽量密绕，螺旋半径则根据耦合腔体与第一耦合环之间的内部空间选取。

作为上述技术方案的改进之一，所述第一耦合环支撑杆和第二耦合环支撑杆均由高导电性的金属丝缠绕制成，取代了传统等离子体天线采用的直线形支撑杆，在所述阻抗匹配装置中相当于一个电感，其电参数由金属丝直径、螺旋半径、螺距决定。

作为上述技术方案的改进之一，所述第一耦合环支撑杆的螺旋状结构的螺距小于第二耦合环支撑杆的螺旋状结构的螺距；第一耦合环支撑杆的螺旋状结构缠绕的螺旋圈数小于第二耦合环支撑杆的螺旋状结构缠绕的螺旋圈数。