【摘 要】
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等离子体相关的电磁问题近些年引起了人们广泛的关注,主要是两方面的应用。一是等离子体隐身,二是再入目标含有等离子体鞘套时的通信问题。等离子体隐身是一种利用其自身特殊
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等离子体相关的电磁问题近些年引起了人们广泛的关注,主要是两方面的应用。一是等离子体隐身,二是再入目标含有等离子体鞘套时的通信问题。等离子体隐身是一种利用其自身特殊的物理性质与电磁波的相互作用来实现回避雷达电磁波探测的技术。由于不影响飞行器的气动特性,同时能在宽频段内大幅度的减小目标的RCS(Radar Cross Section),因此世界上的军事大国都积极开展该领域的研究。再入飞行器的通信“黑障”问题也是目前亟待解决的技术难题之一,需要在原理上对非均匀等离子体中电磁波的传播特性进行深入、细致的理论研究。 等离子体隐身技术和再入飞行器等离子体鞘套中波传播特性的实验测量往往难以进行。因此,数值仿真是目前研究隐身和鞘套等离子体中波传播问题的主要方法。由于上述情形下的等离子体往往是非均匀介质,积分方程类的方法,例如当利用MoM方法进行数值仿真时将面临很大的困难。采用FDTD方法是一个不错的选择。本文采用移位算子时域有限差分(SO-FDTD)方法,分析了等离子体碰撞频率、电子数密度等因素对目标隐身效果的影响,研究了非均匀等离子体填充封闭介质腔体时的电磁散射。仿真结果表明:非均匀等离子体填充的腔体能在宽频段的范围内明显的减小目标的后向RCS。为对再入飞行器等离子体鞘套中的电磁波传播行为进行研究,用 SO-FDTD方法计算了分层非均匀等离子体中电磁波的传播问题,讨论了等离子体中电磁波传播与传播距离、等离子体频率等因素的关系。本文分析的方法和结论对等离子体鞘套中电波传播特性的分析具有一定的参考价值。
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