等離子體濃度分布微波測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)階段等離子體技術(shù)發(fā)展迅猛，掌握等離子體特性參數(shù)成為熱門研究課題。特別在國(guó)防科技領(lǐng)域，再入飛行器“黑障突破”一直是困擾科學(xué)家的難題。等離子體學(xué)科的進(jìn)步離不開相應(yīng)的診斷技術(shù)。其中微波技術(shù)在預(yù)言等離子體行為方面具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。微波診斷等離子體方法可以分為接觸式和非接觸式兩大類。本課題源于某研究所橫向項(xiàng)目，目的是實(shí)現(xiàn)等離子體濃度的非接觸式診斷。本文基于微波反射法，利用點(diǎn)頻輻射天線對(duì)等離子體進(jìn)行檢測(cè)并展開相關(guān)研究。
　　反射法大多利用

2、電磁波截止特性進(jìn)行檢測(cè)，不能分辨中間高兩端低的密度剖面。本文基于多層求解模型，利用檢測(cè)靈敏度高的多頻輻射天線進(jìn)行多點(diǎn)頻測(cè)試實(shí)現(xiàn)等離子體濃度多層分布測(cè)試。
　　本文首先從等離子體的基本性質(zhì)和特性參數(shù)出發(fā)，明確了待測(cè)參數(shù)物理意義。通過研究等離子體的介電特性，給出等效介電常數(shù)與等離子體參數(shù)的關(guān)系。
　　其次，利用波動(dòng)方程，從理論上分析等離子體中的波。討論了等離子體中不同頻率電磁波的傳播特點(diǎn)。用等效輸入阻抗方法，聯(lián)合邊界條件推導(dǎo)了平

3、板分層模型多層等離子體中電磁波反射系數(shù)計(jì)算方法。仿真了電子密度、振蕩頻率和厚度對(duì)電磁波反射特性的影響。在此基礎(chǔ)上，理論分析和驗(yàn)證了利用點(diǎn)頻天線檢測(cè)等離子體的可行性，推導(dǎo)了等離子體參數(shù)的反演方法，給出了電子密度計(jì)算的三層模型和方法。
　　然后，本文研制了工作在中心頻率分別為1.3GHz、1.9GHz和3.1GHz的三頻點(diǎn)天線，組裝了測(cè)試系統(tǒng)，并進(jìn)行了針對(duì)低溫等離子體的診斷實(shí)驗(yàn)。
　　最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，得到電子濃度數(shù)據(jù)