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良好的通信系统对于航天飞行器返回舱的安全着陆起着至关重要的作用。然而,返回舱高速再入大气层时将因激波压缩和粘性加热产生等离子体,其将与通信电波发生强烈的相互作用,从而致使电波衰减,甚至在一定的高度和时间内导致通信中断,此即为黑障效应。此时航天通信系统的性能除与无线电设备自身的优劣程度有关外,还需更多地考虑通信电波的特殊传播环境。为此,研究再入通信需首先研究再入环境特性及此等离子体环境下的电波特性,然后在此基础上探求减轻再入等离子体效应的行之有效的方法,并合适地选取与通信电波传播环境相匹配的工作参数,方可有望提升系统通信性能。本文首先介绍了等离子体物理基础及再入等离子体鞘套的相关理论;其次较系统地研究了再入等离子体中电波传播特性,所做工作主要有:(1)基于MATLAB软件仿真并分析了等离子体中电波传播的衰减常数,由此重点阐述了碰撞频率对衰减的特殊作用;(2)采用分层方法推导获得了电波在非均匀等离子体中传播时的散射矩阵;(3)分别对电波垂直入射和斜入射(垂直极化和水平极化方式下)两种情况下均匀非磁化等离子体中的吸收特性和反射特性进行了理论剖析,借助于MATLAB软件编程仿真及分析了相应的吸收功率系数和反射功率系数;(4)编程仿真、分析了电波经等离子体鞘层后的透射特性。同时,基于MATLAB图形用户界面(GUI界面)平台,针对以上电波传播特性自主研制、编写了通用设计界面,以便更直观、全面地进行仿真和计算;然后,在此基础上,对MPSK(M=4,8,16)体制经等离子体信道后的通信误码率进行了原创性的公式推导和仿真计算,其相关方法、推导过程及结论已于2012年7月申请了题为“黑障区MPSK信息传输特性模拟方法”的国防发明专利,专利编号为201218002827.8,因该专利目前尚未授权,故暂不宜完全公开详细内容。最后,阐述了加恒定磁场方法减轻黑障效应。初步建立了“磁窗”模型,解释了“磁窗”机理,并推导了磁化等离子体的复介电张量及磁化等离子体中电波传播的衰减常数计算公式,随后基于MATLAB GUI平台自主编写通用设计界面,仿真了加恒定磁场后再入高度80Km、70Km、60Km和50Km处均匀等离子体中左旋、右旋圆极化波的衰减特性,模拟算出了为使等离子体衰减降低到2dB时所需磁场强度;仿真了加磁场后各再入高度下电波穿透等离子体鞘层的输出功率系数。结果表明,磁场对右旋圆极化波的作用更加明显。所做研究工作可为再入通信技术的发展提供良好的理论依据和一定的参考价值。