再入等離子鞘層中的電磁波傳輸特性研究.pdf

1、飛行器再入大氣層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“黑障”現(xiàn)象。“黑障現(xiàn)象”的產(chǎn)生是由于等離子鞘層對(duì)電磁波的吸收和反射作用，導(dǎo)致飛行器與地面失去聯(lián)系，解決黑障現(xiàn)象是國(guó)內(nèi)外航天領(lǐng)域一直致力研究的大問題。解決黑障問題的關(guān)鍵就是對(duì)電磁波在等離子鞘層中的傳輸有更深的認(rèn)識(shí)，了解等離子鞘層各項(xiàng)參數(shù)對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊憽?br>　　本文在研究電磁波在等離子鞘層中的傳輸特性時(shí)，首先研究了等離子鞘層中電子密度為均勻分布情況，而后對(duì)于非均勻等離子鞘層，使用分段Epstein函數(shù)來(lái)描

2、述等離子鞘層電子密度分布。此外，對(duì)于均勻和非均勻的等離子鞘層分別從不存在外加磁場(chǎng)和存在外加磁場(chǎng)兩方面研究了電磁波入射到等離子鞘層時(shí)的傳輸特性，研究了等離子鞘層中不同參數(shù)對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊憽?br>　　對(duì)于等離子鞘層電子密度為均勻分布，采用理論分析的方法，得到了電磁波在均勻等離子體中的衰減和出射到空氣中的總反射功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式。當(dāng)有外加磁場(chǎng)存在時(shí)，外加磁場(chǎng)會(huì)使入射電磁波傳輸性質(zhì)發(fā)生改變，本文使用SMM方法研究了電磁波在均勻磁化等離子鞘層中

3、的傳輸性質(zhì)。
　　為更加真實(shí)的描述等離子體鞘層電子密度分布，本文使用分段Epstein函數(shù)來(lái)描述鞘層中電子密度分布，用Z變換FDTD方法對(duì)電子密度為Epstein分布的等離子鞘層進(jìn)行了研究。
　　本文利用上述方法研究了電磁波在鞘層中的傳輸特性，通過Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了各參數(shù)對(duì)電磁波在等離子鞘層中傳播特性的影響。研究表明，在實(shí)際中如果對(duì)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，可以對(duì)再入等離子體鞘層的電磁特性加以控制，有望對(duì)解決“黑障