太赫茲波在塵埃等離子體傳輸特性.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近些年,航天科技發(fā)展迅速,人類的探索區(qū)域已經(jīng)擴展到了宇宙空間,宇宙中的等離子體是我們開展空間探索的基本的環(huán)境條件,宇宙飛船在回收的過程中與大氣層發(fā)生摩擦,在宇宙飛船頭部形成一層高溫塵埃等離子體套鞘,等離子體套鞘導(dǎo)致通信電磁波傳輸產(chǎn)生衰減,使得宇宙飛船與外界的通信受阻,甚至完全中斷,稱之為黑障區(qū)。宇宙飛船發(fā)生通信受阻時,GPS(全球定位系統(tǒng))、數(shù)據(jù)遙感、宇宙飛船跟蹤信號全部中斷。宇宙飛船通信受阻的問題和宇宙飛船任務(wù)能否成功以及宇宙飛船的反

2、跟蹤、電子對抗能力息息相關(guān)。隨著我國航天事業(yè)的迅猛發(fā)展,宇宙飛船黑障區(qū)的通信問題顯得尤為重要。
  本文就宇宙飛船回收的過程中通信中斷的問題,對宇宙飛船頭部的塵埃等離子體套鞘中的太赫茲波的傳輸特性,進(jìn)行了如下研究:
  1.介紹等離子體基本知識,塵埃等離子體基本特性,對比塵埃等離子體與一般的電子-粒子等離子體的區(qū)別,給出塵埃等離子體的特性參數(shù)。
  2.介紹并推導(dǎo)了等離子體中電磁波傳輸特性理論研究的基本方法,包括解析方

3、法、WKB(Wentzel-Kramer-Brillouin)近似方法、時域有限差分方法(FDTD)以及傳播矩陣方法。
  3.用傳播矩陣方法計算了太赫茲波在塵埃等離子體中的傳輸特性,進(jìn)行了編程實現(xiàn),驗證了方法的正確性。并計算了太赫茲波在塵埃等離子體中不同電子濃度、塵埃粒子濃度、塵埃粒子半徑、塵埃等離子體厚度下的變化,模擬真實太赫茲波在宇宙飛船返回過程中黑障區(qū)的傳輸特性。
  4.介紹了時變等離子體的基本特性,指出時變等離子

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