Плазменная антенна — разрабатываемый тип радиоантенн, в которых вместо металлических проводников для приёма и передачи радиоволн используется ионизированный газ — плазма^[1][2]. Несмотря на то, что плазменные антенны только появляются, сама идея использовать плазму в антеннах была запатентована в 1919 году и принадлежит Дж. Хеттингеру (J. Hettinger)^[3].

Самые первые образцы подобных антенн создавали плазму в газоразрядных приборах (чаще всего лампах) и назывались антеннами с ионизированным газом^[1]. Твердотельные плазменные антенны (также известные как кремниевые плазменные антенны) строятся на микросхемах и обладают функцией управления направленностью антенны^[4]. Плазменные кремниевые антенны скорее всего будут использоваться в технологии WiGig (предполагаемой замены Wi-Fi), а также, например, для уменьшения стоимости радиолокационной системы предупреждения столкновений^[4][5].

Принцип действия

В плазменной антенне происходит ионизация газа для образования плазмы, которая в отличие от обычного газа обладает довольно высокой электропроводимостью (в частности, при температурах выше 15·10⁶ K проводимость плазмы превышает проводимость серебра^[6]), что существенно увеличивает качество передачи радиосигналов. Плазменная антенна является практически аналогом идеального вибратора (например, вибратор Герца) и может использоваться как для передачи радиоволн, так и для их приёма. Кроме того, плазменная антенна может использоваться как рефлектор или линза для отражения или фокусировки радиоволн от другого источника^[7].

Твердотельные антенны отличаются тем, что плазма создается за счет множественного испускания электронов, порождаемых активацией тысяч диодов в кремниевой микросхеме^[4][5].

Преимущества

Плазменные антенны обладают существенными преимуществами над обычными антеннами, например:

• как только плазменный генератор выключается, плазма моментально возвращается в состояние обычного непроводящего радиоволны газа, становясь незаметной для радара^[1][8][2];
• в плазменных антеннах можно динамически изменять частоту, направление, пропускную способность, усиление и ширину луча, что позволяет заменять несколько антенн^[8][2][9][5];
• плазменные антенны устойчивы к радиоэлектронной борьбе^[8];
• на спутниковых частотах плазменные антенны вносят меньше теплового шума и способны передавать данные на большей скорости^[10].

Примечания