目前,随着科学技术的快速发展以及资源需求的日益增高,太空资源成为各国竞相开发的重要目标之一。航空航天飞行器作为开发太空资源的工具就显得尤为重要,这也意味这高空飞行器必然要面临通信中断的问题,也即是黑障问题,这是迄今为止航空航天飞行器遇到的最具有挑战性的难题之一。黑障问题主要体现为电磁波在色散介质等离子体中的传输问题,所以研究二者之间的作用关系对缓解黑障问题是非常必要的。因此本课题的研究对缓解黑障问题具有重要的意义。虽然到目前为止,国内外学者研究人员对电磁波在等离子体中的传输问题做了大量的研究,并且其传输机理相对完善,但是这其中还有些问题值得我们深入思考和解决。因此本文在基于超材料电小天线的基础上对电磁波在等离子体中的传输问题进行了相关研究,主要目的是为了电磁波能够在等离子体中传输。本文的主要工作如下:1.本文研究了高密度且厚度较薄的等离子体鞘层对电小天线辐射调控的影响,并且进行了理论计算和相关仿真,并对仿真结果进行了分析,总结了在谐振条件下等离子体鞘层参数和天线参数对天线辐射性能的影响规律。研究发现等离子体球形鞘层覆盖电小天线时天线谐振频率与等离子体频率之间的变化关系为线性变化规律,两者之间的比值为0.57,这与理论计算相吻合,并且当等离子体鞘层和电小天线谐振时,电小天线的辐射性能增强。在基于单个天线的基础上,设计了天线阵列以此来提升线在某一方向的辐射性能,结果表明天线阵列化可以提高天线在某一辐射方向上的增益,然后开展了等离子体鞘层包裹电小天线相关实验,实验结果表明等离子体鞘层可以有效提高电小天线的辐射效率。2.从人工超材料结构天线的角度出发,研究了超材料结构电小天线对等离子体的作用规律。首先仿真了超材料的单元结构并且对其电磁参数进行了反演得到其通带区间,进一步分析了人工超材料单元结构的参数变化对其电磁特性的影响规律,基于此设计了壳型超材料,接着在壳型超材料的基础之上又设计了超材料电小天线。并且仿真了超材料天线谐振点与等离子体密度的关系,最后比较了有无超材料时天线的性能,发现有超材料时电小天线辐射增益有所提高。