本實用新型屬于電波傳播試驗測試技術領域，尤其涉及到一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置。

背景技術：

等離子體是由帶等量電荷的自由電子、正離子和中性原子組成，是物質存在的第四種狀態(tài)。等離子體作為一種特殊的色散介質，對電磁波有著獨特的吸收、反射和散射特性；當電磁波在等離子體中傳播時，其電場將對自由電子和正離子產生作用力，從而影響電磁波在等離子體中的傳播特性，尤其是等離子體對于入射平面波的吸收、散射作用，對探索太空領域的再入體跟蹤識別技術、等離子體隱身技術以、等離子體消噪聲技術以及等離子體天線技術方面等都具有重要指導意義。

目前研究低溫等離子體對電磁波傳播影響的地面實驗的等離子產生方式主要是激管法和人造等離子體。激管法采用爆炸的方式，產生超高聲速的激波，通過壓縮試驗段的氣體從而產生等離子體，這種含等離子體的高速激波穿過電磁波試驗區(qū)的時間僅有幾百微秒，其中穩(wěn)定期僅能維持約數(shù)十微秒；由于電磁波傳播特性的測量必須在穩(wěn)定期內完成，這樣就需要借助高速采樣和定時觸發(fā)機制，這樣使得實驗難度大、效率低下且重復性較差；此外，激管法采用的腔體多為石英管腔體，該腔體易損壞，實驗重復性較差。另一方面，人造等離子體利用微波、電弧和等離子體噴焰產生的等離子體，雖然可以長時間工作，也較為穩(wěn)定，但由于環(huán)境中存在高溫，其電子密度難以測量，控制精度低。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述背景技術中所存在的缺陷和問題，本實用新型目的是提供一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置。該裝置利用低氣壓下輝光放電產生的等離子體內部無電勢差的技術，使產生的等離子體穩(wěn)定期延長，利于研究多種頻段電磁波在等離子體中的傳播特性，并且產生的等離子場更均勻、密度和能量更高。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型的一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，包括等離子發(fā)生腔體，還包括設置于等離子發(fā)生腔體內的環(huán)狀高壓電極和環(huán)狀地電極，所述環(huán)狀高壓電極和環(huán)狀地電極絕緣連接，所述環(huán)狀地電極與等離子發(fā)生腔體的內壁固定連接。

進一步地，所述環(huán)狀地電極包括內圈環(huán)狀地電極和外圈環(huán)狀地電極，所述內圈環(huán)狀地電極和外圈環(huán)狀地電極同心套設；其中，所述環(huán)狀高壓電極設置在所述內圈環(huán)狀地電極和外圈環(huán)狀地電極之間，且分別與所述內圈環(huán)狀地電極和外圈環(huán)狀地電極絕緣連接。

進一步地，所述環(huán)狀高壓電極和環(huán)狀地電極均為金屬電極；其中，環(huán)狀高壓電極表面為網(wǎng)狀結構。

進一步地，所述等離子發(fā)生腔體的內腔形狀為圓柱體，其側壁上開設進氣口、出氣口、觀察窗和等離子濃度檢測口。

進一步地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括腔門，所述等離子發(fā)生腔體的一個底面為腔門；其中，所述腔門上設置鎖扣開關。

進一步地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括真空系統(tǒng)，所述真空系統(tǒng)的抽真空口與所述等離子體發(fā)生腔體連通。

進一步地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括等離子發(fā)生電源和高壓接線盒，所述等離子發(fā)生電源通過所述高壓接線盒與所述環(huán)狀高壓電極連接。

進一步地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制主機和控制面板，所述控制面板與所述控制主機電連接；所述控制主機分別與所述等離子發(fā)生電源和所述真空系統(tǒng)的控制端控制連接。

優(yōu)選地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括控制柜，所述等離子體發(fā)生腔體固定在所述控制柜上，所述等離子發(fā)生電源、真空系統(tǒng)和控制主機設置在所述控制柜內部，所述控制面板嵌設在所述控制柜的表面。

優(yōu)選地，所述的低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，還包括底腳，所述底腳連接在所述控制柜的底部。

本實用新型的一種低溫等離子體中電波傳播實驗裝置與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是：該測試裝置利用低氣壓下輝光放電產生的等離子體內部無電勢差的技術，將高壓電極和地電極設置為同圓心的環(huán)狀結構，通過外加電源激勵方式，產生大功率并且穩(wěn)定的高頻高壓電場，并由高壓頭輸入到高壓電極，將一定真空度的等離子發(fā)生腔體內部的氣體擊穿，產生等離體子，同時保證其等離子體場長期穩(wěn)定的存在；該等離子體場不僅穩(wěn)定均勻，而且密度高、能量高。因此，本裝置產生的長時間持續(xù)的等離子體，很大程度上降低了電磁波傳播特性測試實驗研究的難度，并且利于研究多種頻段電磁波在等離子體中的傳播特性，可以在短時間內獲得大量的、并且重復性好的實驗數(shù)據(jù)。另一方面，該特性測試裝置能夠產生非磁化且內部無電勢差、不帶電的等離子體，通過環(huán)狀高壓電極表面網(wǎng)狀結構的圓孔均勻擴散至整個等離子發(fā)生腔體內部，同時腔體內的電磁波的傳播路徑上沒有金屬阻擋物，可以避免電磁波在傳播過程中發(fā)生的干擾現(xiàn)象。該裝置為研究等離子體對于入射平面波的吸收和散射作用、對探索太空領域的飛行器再入大氣跟蹤識別技術、等離子體隱身技術、等離子體消噪聲技術及等離子體天線技術提供了一個良好的實驗環(huán)境，具有很高的科學實驗應用價值和市場前景。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型提供的一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型提供的一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置側視結構示意圖；

圖3為為本實用新型提供的一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置部分結構示意圖。

附圖標記說明：

1、控制柜，2、底腳，3、等離子發(fā)生腔體，4、控制面板，5、等離子發(fā)生電源，6、真空系統(tǒng)，7、環(huán)狀高壓電極，8、內圈環(huán)狀地電極，81、外圈環(huán)狀地電極，9、出氣口，10、高壓接線盒，11、絕緣柱，12、觀察窗，13、等離子濃度探測儀接口，14、進氣口，15、鎖扣開關。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的一個具體實施方式進行詳細描述，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

一種低溫等離子體中電磁波傳播特性測試裝置，具體如圖1-3所示，包括：由控制柜1和固定設置在柜體上方中心位置的等離子體發(fā)生腔體3構成；等離子體發(fā)生腔體3內設有環(huán)狀高壓電極7、內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81，內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81同心套設；其中，環(huán)狀高壓電極7設置在上述內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81之間，且分別與內圈環(huán)狀地電極和外圈環(huán)狀地電極通過絕緣柱11連接；環(huán)狀高壓電極7、內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81均為金屬環(huán)狀電極，環(huán)狀高壓電極7的表面為網(wǎng)狀結構；上述內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81分別與等離子發(fā)生腔體3的內壁固定連接；在上述等離子體發(fā)生腔體3下方，與控制柜1連接部位設有高壓接線盒10；上述控制柜1內設有等離子發(fā)生電源5，等離子發(fā)生電源5通過高壓接線盒10與環(huán)狀高壓電極7連接；等離子發(fā)生電源5的一側設有真空系統(tǒng)6，本實施例優(yōu)選為真空泵，真空泵的抽真空口與上述等離子體發(fā)生腔體3連通；控制柜1內設有控制主機，控制柜1表面嵌設控制面板4，上述控制面板4與控制主機電連接；控制主機分別與上述等離子發(fā)生電源5和真空泵的控制端控制連接。

上述內圈環(huán)狀地電極8和外圈環(huán)狀地電極81上分別引出地線連接到等離子體發(fā)生腔體3上，使產生的等離子體窗口區(qū)間為零點位，便于設置電子探針；控制柜1內的控制主機分別與等離子發(fā)生電源5、真空泵6連接，進而便于通過控制面板4設置試驗參數(shù)，進行人機交互控制。

其中，等離子體發(fā)生腔體3表面還開設進氣口14、出氣口9、觀察窗12和等離子濃度探測儀接口13；在產生等離子體之前，由真空泵6將等離子體發(fā)生腔3抽真空，然后由進氣口14向腔體內部通入氬氣、氦氣、等惰性氣體，模擬不同的等離子體場穩(wěn)定的氛圍，便于進行后續(xù)實驗；將等離子濃度探測儀通過標準CF35法蘭連接到等離子濃度探測儀接口13上，測定不同電源電壓、不同真空度以及不同氣體氛圍時的等離子體濃度。

本裝置的等離子發(fā)生腔體3內腔為圓柱體，且其一個底面為腔門，腔門上設有鎖扣開關15，通過鎖扣開關15可以將等離子發(fā)生腔體3自由啟閉；控制柜1的底部還設有底腳2，使整個實驗裝置安全穩(wěn)定。

在進行低溫等離子體中電磁波傳播實驗時，將電磁波發(fā)射和接收設備放置在控制柜體上的等離子體發(fā)生腔體3兩側；接通電源，開啟本實驗裝置，在控制液晶屏上設置好電源電壓以及腔體內真空度，待真空泵6將低溫等離子體發(fā)生腔體3內抽到設定真空度后，等離子電源發(fā)生器5產生高頻高壓電，通過高壓頭輸入到高壓電極7，將等離子體發(fā)生腔3內的氣體擊穿，在高壓電極7和地電極之間產生無電勢差、非磁化的等離子體，再通過電極之間的間隙擴散至整個腔體內，形成均勻穩(wěn)定的等離子介質場，此時可以進行低溫等離子體中電磁波傳播實驗研究。

以上論述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的論述說明，操作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)范圍來確定其技術性范圍。