آنتن پلاسما در مأموريت هاي فضايي

Plasma Antenna Technology in Space Missions

در این مقاله، ویژگی­های استفاده از فناوری پلاسما در آنتن­ سیستم­های ارتباطی حوزة فضایی مورد بررسی و پژوهش قرار می­گیرد. در راستای بررسی قابلیت جایگزینی آنتن­های فلزی با عناصر پلاسمایی معادل در سیستم­های فضایی و ایستگاه زمینی، مشخصات ساختاری و عملكردی آنتن پلاسمای نمونه ارائه می­شود. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل­های نرم­افزاری و اندازه­گیری­های انجام شده بر روی آنتن تحت تست درخصوص قابلیت تغییر فركانس كاری در یك آنتن پلاسمایی، امكان استفادة مشترك و غیرهمزمان از یك آنتن در چند سیستم ارتباطی فراهم است و این ویژگی سبب می­شود علاوه بر كاهش تعداد آنتن­ها در یك فضای محدود، تداخلات الكترومغناطیسی آن­ها نیز كاهش یابند. بررسی نرم­افزاری استفاده از عناصر پلاسمایی در آرایه­ها، به­ویژه آرایه­های دایروی، از دیگر دستاوردهای این مقاله پژوهشی است. آرایه­های پلاسمایی دایروی می­توانند در جهت­یاب­های سیگنال­های رادیویی، به­ویژه در ایستگاه­های زمینی سامانه­های بازگشت­پذیر، مورد استفاده قرار گیرند و قابلیت چرخش الگوی تشعشعی بسیار جهت­دار و با دقت نشانه­روی بالا را در فضای دایروی فراهم كنند. 

This study focuses on the characteristics of plasma antennas for their application in space communication systems. Structural and functional characteristics of plasma antenna are presented to evaluate their capability of being used in space missions. Numerical and experimental analysis results of the plasma antenna show that the resonant frequency of the antenna is controllable by changing the applied power, thus allowing different transmitting frequencies with a single element. This property leads to the reduction of the antenna elements in a limited area and the simplification in the layout of onboard communication systems as well as a decrease in the interferences of the electromagnetic waves. Analysis of the circular array of plasma antenna shows a novel beam forming mechanism with a high directivity in the space.