21327.等離子體對電磁波衰減的優(yōu)化模擬研究

1、碩士學(xué)位論文等離子體對電磁波衰減的優(yōu)化模擬研究NumericalStudyonPlasma’SEffectonElectromagneticWaveAttenuationOptimization學(xué)21202028完成日期：20155。l大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology火連理：[大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電磁波和等離子體的相互作用是等離子體物理學(xué)中一個非常重要的分支，一直是十分活躍的研究領(lǐng)域。近些年，它在許多

2、領(lǐng)域，如等離子體隱身、空間通信、等離子體天線等方面的應(yīng)用十分廣泛。本文以等離子體隱身為切入點，數(shù)值模擬了高頻電磁波在均勻、非均勻高密度等離子體層中的傳播特性，以及磁化等離子體的電磁特性。研究采用FDTD方法，討論了電子密度、碰撞頻率、厚度、邊緣密度梯度、不同類型剖面、和外磁場的加入對電磁波傳播特征的影響?？紤]到隱身應(yīng)用中對電子密度的要求很高，同時討論了影響等離子體吸收電磁波最佳電子密度的各個因素，給出降低電子密度的方法。第一章，簡要介紹

3、了等離子體及其相關(guān)知識，電磁波基本概念及它和等離子體作用領(lǐng)域的實際應(yīng)用及研究進展。第二章，數(shù)值模擬方法簡紹，給出了時域有限差分(FDTD)方法及其數(shù)值穩(wěn)定性、相關(guān)吸收邊界條件。第三章，數(shù)值研究了電磁波在均勻等離子體中的傳播，模擬得出：等離子體具有高通濾波性，適當增加電子中性粒子碰撞頻率，可以使這個性質(zhì)得到弱化；等離子體吸收電磁波時，存在一個最佳電子密度，一定范圍內(nèi)增加電子中性粒子碰撞頻率以及厚度，可以拓寬吸收帶寬，增大吸收峰值，另外，該

4、最佳吸收電子密度移向低密度區(qū)。這降低了隱身應(yīng)用中對高密度等離子體制備的要求，使得較低密度的等離子體也能實現(xiàn)高效吸收。第四章，數(shù)值模擬了電磁波在非均勻等離子體中的傳播，模擬得出：呈Epstein分布的非均勻等離子體對電磁波的衰減，共振吸收占主導(dǎo)；邊緣電子密度大小和密度梯度影響電磁波的吸收，當邊緣電子密度梯度平緩時，電磁波吸收能力強；當?shù)入x子體呈現(xiàn)拋物線分布的時候，其吸收電磁波的能力優(yōu)于Epstein分布和均勻等離了體，具有最佳吸收效果。第