电磁波在时变磁化等离子体信道中通信性能的实验研究

薄勇; 赵青; 罗先刚; 范佳; 刘颖; 刘建卫

doi:10.7498/aps.65.055201

摘要

本文首先利用5.8 GHz微波实际测量了辉光放电等离子体源电子密度和碰撞频率随时间的变化规律. 然后搭建实验平台, 测试了多种通信调制体制的信号经过该等离子体源后的误码率, 实验发现BPSK调制方式的信号在该时间变化的等离子体信道中通信误码率最小. 最后加入磁场, 实验测试了L波段(1.5 GHz) BPSK调制信号和S波段(2.5 GHz) QPSK信号在该磁化等离子体中的衰减、相移以及眼图和星座图的变化, 通过与非磁化情况下对比发现, 加入磁场后, 信道的通信性能有所改善, 误码率显著降低, 可以有效地缓解时变等离子体引起的幅度和相位上的寄生调制效应.

关键词:

Abstract

In this paper the influences of the time-varying plasma and magnetized time-varying plasma on the communication performance are investigated. Using a 5.8 GHz microwave source, the electron density and collision frequency of the time-varying glow discharge plasma are measured. An experimental platform is set up to test the bit error rates (BERs) of a variety of the modulation signals after going though the time-varying plasma channel. The experimental results show that the binary phase shift keying (BPSK) modulation signal has a minimal communication BER. Meanwhile, the variations of L-band BPSK and S-band QPSK (quadrature phase shift keying) signal's eye diagram and the constellation diagram, and the variation of energy after a magnetized plasma are observed. Compared with the un-magnetized situation, the magnetized plasma communication performance is greatly improved and the BER becomes much lower. The results prove that the magnetic field can effectively relieve the amplitude modulation and phase modulation caused by the plasma channel.

Keywords:

作者及机构信息

1.
电子科技大学物理电子学院, 成都 610054;

2.
中国科学院光电技术研究所, 微细加工光学技术国家重点实验室, 成都 610209

通信作者: 薄勇, boyong_boyong@163.com;zhaoq@uestc.edu.cn ; 赵青, boyong_boyong@163.com;zhaoq@uestc.edu.cn ;

基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2011AA7022016)、国家自然科学基金(批准号: 11275045)和四川省科技支撑计划(批准号: 2013GZ01333)资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Physical Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China;

2.
State Key Laboratory of Optical Technologies for Microfabrication, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China

Corresponding author: Bo Yong, boyong_boyong@163.com;zhaoq@uestc.edu.cn ; Zhao Qing, boyong_boyong@163.com;zhaoq@uestc.edu.cn ;

Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2011AA7022016), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11275045), and the Scientific Research Foundation of the Education Department of Sichuan Province, China (Grant No. 2013GZ01333).

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