等離子體天線QQ群

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我在做老板的基金課題：等離子體天線 
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有同行可以互相探討下

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不錯，歡迎更多的等離子體天線同行進(jìn)來交流！

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那位能給介紹一下什么叫等離子體天線么，謝謝！

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1）國外 
等離子體天線首先是加拿大一個實(shí)驗(yàn)室開始開展的，后來這個實(shí)驗(yàn)室和美國海軍進(jìn)行合作，進(jìn)行了進(jìn)一步深入的研究，在此期間先后發(fā)表了一些文章，大概有不到十篇左右。同時他們還進(jìn)行了外場實(shí)驗(yàn)，包括輻射方向圖的測試，天線噪聲，以及語言通訊（電臺）實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，基本都達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。 
在進(jìn)行第二階段的研究中，應(yīng)該出現(xiàn)了一些問題。這時幾乎沒有新的文章發(fā)表，所有發(fā)表的文章都是從以前發(fā)表過文章的Review，沒有新的突破。 
 
俄羅斯據(jù)說等離子體天線取得了很大的進(jìn)展，到了應(yīng)用階段，但由于軍事秘密，無法從外界得知，也沒有任何文章，報告出現(xiàn)。去俄羅斯訪問時，也不允許參觀等離子體天線方面的東西。 
 
印度也進(jìn)行過等離子體天線的研究，具體過程和美國前期研究過程一樣，不過沒有文章發(fā)表，只有一篇報告，利用等離子體天線和短波電臺進(jìn)行語音通訊。 
 
2）國內(nèi) 
最新關(guān)注等離子體天線的是中電集團(tuán)的29所，后來的有東南大學(xué)，北航，鄭州的信息工程學(xué)院，中科大，但其中很多是翻譯了國外等離子體天線的文章，在國內(nèi)發(fā)表。期刊有《雷達(dá)與對抗》等，通過維普可以直接檢索到。 
 
電磁場與等離子體相互作用的計(jì)算，等離子體非線性效應(yīng)的研究，射頻激勵等離子體的數(shù)值模擬，一緯和二緯FDTD的電磁波在等離子體中傳播的數(shù)值模擬。軸向密度不均勻和徑向密度不均勻?qū)Φ入x子體天線性能的影響等等。 
本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx？id=13546

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等離子體天線基本原理描述出來簡單易懂，但實(shí)際其中涉及內(nèi)容非常多，很多局限性都隱藏其中。簡單來講，等離子體天線必須面臨或克服的內(nèi)容有： 
1）增益。對天線來講，增益是最重要的參數(shù)，但由于等離子體對電磁波的吸收，使得相同情況下，等離子體天線增益比金屬天線要低很多，在低到一定程度后，就失去了作為天線的意義。可能會想如果等離子體密度足夠高，吸收很少，相當(dāng)于全反射電磁波就可以了。但實(shí)際上利用射頻激勵產(chǎn)生的等離子體密度也就在10的 11 次方就很了不起了，利用最簡單的色散關(guān)系計(jì)算得到波矢，代入天線方程中，exp(-k.l)，發(fā)現(xiàn)如果頻率很高，則衰減系數(shù)很大，所以信號衰減很明顯，如果頻率比較低，天線要求的四分之一波長，l會很大，同樣k.l也不見得很小。所以這些都要通過詳細(xì)的計(jì)算或?qū)嶒?yàn)才能得到一個結(jié)果。當(dāng)然在做數(shù)值計(jì)算時，按照自己的要求設(shè)置等離子體密度，電子溫度，碰撞頻率等等參數(shù)，但實(shí)際中的數(shù)值可能與它相差也很大，最明顯的就是，為了取得一個比較漂亮的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，將碰撞頻率取的很小，電子密度取的很大，電磁波顯然會衰減很小，增益有所提高，但實(shí)際條件下，為了提高等離子體電子密度，會提高氣壓，碰撞頻率也會變大。因此就算數(shù)值計(jì)算結(jié)果很好，也要考慮整個模型的合理性。 
其它幾個就簡單寫。 
2）射頻激勵等離子體的局限性。等離子體的最高密度，激勵源的對外輻射，激勵信號與發(fā)射信號之間的相互調(diào)制。 
3）等離子體密度分布的影響。擴(kuò)散與激勵引起的徑向電子密度不均勻分布，軸向在滿功率下的分布，沒有加滿功率下的等離子體電子密度分布。這些電子密度不均勻分布對天線性能的影響。 
4）等離子體中的非線性效應(yīng)。各種信號在等離子體中倍頻，調(diào)制現(xiàn)象，時變等離子體對信號的頻率漂移。 
5）要實(shí)現(xiàn)等離子體天線的動態(tài)重構(gòu)所需要滿足的條件。 
等等。 
當(dāng)然研究等離子體天線還是很有價值的，個人覺得必須對等離子體物理（冷等離子體），天線理論，射頻與信號，數(shù)值計(jì)算，編程能力都有一定的基礎(chǔ)和了解。 
本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx？id=13459

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第一點(diǎn)的體會就是，一切數(shù)值計(jì)算和數(shù)值模擬都是以理論為基礎(chǔ)的，如果對理論，公式推導(dǎo)沒有深入的了解，不可能在數(shù)值計(jì)算上取得很大成果的。很多師弟們總覺得看看書，了解一下原理，差不多懂了就可以動手搞研究，或者接手上面師兄們的工作了，這是一個普遍錯誤的想法。很多人喜歡看文字多，圖片說明多的資料，而我覺得公式多的資料才是最可靠的，一頁一頁的公式就是你信心的保證，你可以輕易的看出各個方程的來源。 
 
     除非研究分形與混沌，一般對任何數(shù)值計(jì)算或數(shù)值模擬而言，給出了基本方程（如冷等離子體的閉合方程）的迭代公式，邊界條件（求解的范圍，物體的形狀），初始條件（激勵源或擾動源），任何結(jié)果都是可以預(yù)計(jì)的。 
 
一般的步驟是： 
 
    1）方程的迭代公式。方程是如何得到的，做了哪些簡化，比如等離子體天線中利用的方程都是認(rèn)為是冷等離子體，密度均勻，電離度很低，電子碰撞頻率只與中性分子有關(guān)，在一定氣壓的前提下近似為常數(shù)等等。迭代公式推導(dǎo)時，中間差分還是前后差分好，收斂條件的表達(dá)式是什么。 
 
最關(guān)鍵的是別人忽略的項(xiàng)，為什么忽略或做近似，如果你加上在什么情況下顯得有意義。比如如果認(rèn)為等離子體密度不均勻，方程應(yīng)該怎么近似，如果碰撞頻率和電子密度，電子溫度有關(guān)，該怎么推導(dǎo)。這些如果不對理論有很深的了解，是永遠(yuǎn)無法自己獨(dú)立做出自己的東西的。 
 
2）邊界條件。最簡單的就是一緯，無限平面空間，左邊是真空，右邊是等離子體�？磩e人文獻(xiàn)的時候，如果他做一緯的，你就想能不能簡單的推到二緯，三緯直角坐標(biāo)。如果他做的是二緯直角的，你就想能不能做成柱坐標(biāo)，因?yàn)槟承┣闆r下可以把三緯的簡化成二緯柱坐標(biāo)。如果他做的是三緯的，你可以看能不能變成球坐標(biāo)，或求解任何形狀物體的特性。 
 
3）初始條件。激勵源、信號源或擾動源的位置，如果等離子體是時變等離子體，則可研究不同相位差等等。 
 
     在等離子體中可以數(shù)值模擬的東西很多很多，一般只要能公式推導(dǎo)出來的結(jié)果都可以數(shù)值模擬出來，就是一個柱形等離子體徑向電子密度的分布，也可以通過蒙特卡羅方法數(shù)值模擬得到Bessel(0,r/a)的分布，也許你覺得這沒有意義，都可以解析求解的，很簡單的一個例子，表面波激勵等離子體，能量優(yōu)先損耗在表面，也就是擴(kuò)散加上激勵，此時就無法解析求解了，這時候數(shù)值模擬就可以得到令你滿意的結(jié)果。 
 
     由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜，很少結(jié)果能夠從原始方程或簡化方程中解析求解得到，以往是一步步簡化方程，最終得到一個可以求解析解的方程。但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)能力的飛速提高，結(jié)合各種逼近法，完全有條件和能力得到它們的數(shù)值解，而一些過程也可以通過數(shù)值模擬的方法得到。 
 
     我認(rèn)為做科研，首先要從理論開始，沒有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，最終都是華而不實(shí)的。 
本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx？id=13770

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