弱电离尘埃等离子体中电磁波的传输特性研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangy3874308
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
尘埃等离子体由中性气体分子、电子、离子和微米大小的带电尘埃颗粒组成,其广泛存在于地球电离层、星际空间和行星环中。由于尘埃等离子体中尘埃颗粒与高能粒子(电子和离子)之间产生的充电效应,使得电磁波在尘埃等离子体中的传输要比在普通等离子体中更为复杂,也出现了许多新的现象,例如尘埃激波、尘埃空洞等。在空间通信领域当电磁波信号通过尘埃等离子体环境时,该环境会使入射的电磁波产生折射、反射和散射,同时会造成电磁波能量的衰减,使信号传播和通信质量受到了严重干扰,导致信号的失真、衰减以及中断,从而影响到测控数据的准确性。因此研究尘埃等离子体对电磁波传输特性的影响,对飞行器空间通信以及空间物理等领域具有重要意义。本文的主要研究内容包括以下几个方面:首先,介绍了电磁波与等离子体相关理论基础。阐述了实验室以及自然界尘埃等离子体的产生。在实验室中尘埃等离子体可以从电介质或电极中产生,也可以在气体的化学反应过程中形成。尘埃等离子体中的尘埃颗粒主要通过收集流向其表面的电子和离子来充电,尘埃颗粒漂浮在尘埃等离子体中会受到一些力的作用,这些附加于尘埃颗粒上的作用力主要包括引力、电场力、库伦阻力、中性气体对尘埃颗粒的阻力等,它们控制着尘埃颗粒的运动状态和轨迹。常用的分析尘埃等离子体中电磁波传输特性的理论计算方法包括WKB(Wentzel-Kramer-Brillouin)方法、SSM(Scattering Matrix Method)方法和FDTD(Finite Difference Time Domain)方法等。其次,以等离子体与尘埃颗粒相互作用理论为出发点,通过多层近似法推导了电磁波的反射系数、透射系数和衰减值的表达式,并给出了弱电离尘埃等离子体的介电常数。最后利用三维图像直观的分析了入射电磁波频率和尘埃等离子体参数对电磁波传输特性的影响。分析结果表明电子密度对电磁波传输特性的影响较为明显,在高频段等离子体厚度明显改变了反射曲线的振荡幅度,随着尘埃等离子体厚度的增加透射系数呈现减小趋势,碰撞频率以及磁场强度对电磁波传输特性的影响与入射电磁波频率有关。最后,探究了碰撞机制更复杂的尘埃等离子体中电磁波的衰减常数。基于解析法推导了电磁波衰减常数的表达式,然后对尘埃等离子体中的尘埃颗粒大小分布进行了分析,并建立了三种电子密度分布模型。分析结果表明,尘埃颗粒半径对电磁波的传输有着较为显著的影响,当电子密度呈双指数分布时电磁波衰减常数最小,且衰减常数随着等离子层左右边界绝对值的减小而增大,随着峰值电子密度的增加而增大。综上所述,本文深入分析了尘埃等离子体中电磁波的传输特性,通过研究发现等离子体中带电尘埃粒子的存在会对电磁波的散射和衰减产生很大的影响,同时对于解决极区夏季回波现象、飞行器空间通信信号衰减等科学和工程问题提供了理论参考。
其他文献
实例分割技术是计算机视觉领域中相对目标识别和语义分割而言更具有难度的任务,它不但要识别出目标对象的位置,还需准确地标记出每个目标对象的边界,从另一个角度而言,实例分割可以定义为同时实现目标识别和语义分割的问题。该技术能够获取非常丰富和精细化的目标对象的信息,在智能驾驶汽车系统、医疗图像辅助检测、遥感探测等诸多领域表现出重要的应用价值。近年来的一些实例分割技术将工作重点主要放在提升算法分割精度上,却
学位
未来的吸波材料,注定会向着纳米化、复合化方向发展。因此近年一种被称为石墨烯的新兴二维碳纳米超材料,自问世以来就备受国内外研究者的瞩目。相较于传统吸波材料,石墨烯不仅具备优良的导电性、光学性、力学性和生物相容特性,而且还拥有改变电磁波通常性质的特点。这些特性极大地弥补了传统材料在吸收和调节方面的局限性,也促使石墨烯超材料的研究在隐身雷达、光吸收器、生物医药、柔性吸波材料等方面都展现出了巨大的应用潜力
学位
目的:通过文献研究探索功能性胃肠病相关腹泻的证型及用药的分布规律,为今后的证治规范化研究提供依据。方法:检索建库至2020年6月30日发表的相关文献,采用NoteExpress软件建立文献数据库,应用SPSS 20.0统计软件和Clementine 12.0数据挖掘软件进行统计与分析。结果:最终纳入文献120篇,经规范后证型共8个,依次是肝郁脾虚证、脾胃虚弱证、脾肾阳虚证、湿热内蕴证、寒热错杂证、
期刊
功能性胃肠病(Functional gastrointestinal disorder,FGID)的临床结局测评一直备受关注,而功能性胃肠病量表作为有效的临床结局测评手段之一,在中医药领域的运用越来越广泛。本文对功能性胃肠病量表在中医药领域的应用现状进行了综述,分析了存在的问题以及提出了具体的应对策略,并对今后FGIDs量表在中医药领域的的发展进行展望。
期刊
目的 基于前瞻性临床观察发现调神法治疗功能性胃肠病的有效药物配伍。方法 将116例功能性胃肠病患者分为治疗组与对照组,其中治疗组77例,平均年龄43.06岁,对照组39例,平均年龄36.56岁,比较各组治疗后的疗效。利用数据挖掘方法分析中药处方中具有调神作用的中药配伍和加减规律,利用多因子降维法(MDR)发现有效配伍。结果 对于心神症状具有显著增效作用的调神中药配伍为:郁金-生龙骨;茯苓-生龙骨;
期刊
为明确内生解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株P-r21的抑菌广谱性及对番茄灰霉病的防治效果,本研究优化了菌株P-r21发酵条件,利用平板对峙法测定了该菌株对6种病原菌的抑菌活性及对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)孢子萌发的抑制作用,并通过离体接种试验研究了对番茄灰霉病的防效。结果表明:菌株P-r21最佳发酵条件为在PYJ中培养初始pH 6.0
期刊
随着互联网和信息技术等的发展,各行各业的图像数据呈现爆炸式的增长,如何高效的检索图像就显得尤为重要。当前,大规模图像检索已经成为计算机视觉领域的研究热点,推动着各行各业的发展。其中,基于哈希的图像检索由于其存储空间小、检索速度快等特点,成为大规模图像检索领域中的重要方向。但是,基于哈希的图像检索仍然存在一些研究难点。图像特征的提取、哈希函数的设计、复杂数据输入的适应等问题,成为制约哈希检索的关键。
学位
图像超分辨率是计算机视觉中增强图像和视频分辨率的一类重要图像处理技术,图像超分辨率是指由一幅低分辨率图像或图像序列恢复出高分辨率图像。但是图像超分辨率是一个非常具有挑战性的任务,因为图像超分辨率是一个不适定性问题,即给定一个低分辨率图像,它存在着许多种不同的高分辨率解,因此一个清晰的稳定的高分辨率图像往往是难以得到的。针对超分辨率任务中低分辨率图像深度特征表达问题以及超分辨率增强后的图像主观质量问
学位
人体胃肠道的症状与精神、心理因素密切相关,越来越多的研究发现精神、心理因素在胃肠道疾病发生与发展中发挥一定作用。焦虑或抑郁情绪严重影响消化系统疾病患者的生活质量及预后,精神状态的异常往往影响疾病的治疗进展,给临床医生带来极大困扰。精神心理和消化系统疾病同时治疗,往往能够取得令人满意的效果。焦虑症是一种常见的精神类疾病,发病率逐渐增高,常与功能性胃肠病共同存在,两者关系密切,甚至互为因果。功能性胃肠
期刊
报纸