电磁波在大气中击穿现象是研究电磁波的一个重要课题,具有广泛的应用前景,越来越吸引研究者们的关注。本文以时域有限差分方法为基础,采用麦克斯韦方程和等离子体的流体方程对高功率电磁脉冲大气击穿进行了数值模拟研究。在建立模型之后详细讨论了击穿过程中的电离频率、粘附频率和复合率等重要参数。最后分析了电场强度、微波脉宽对击穿的影响,以及数值模拟所用方法的可靠性和稳定性,同时通过模拟总结了大气击穿的一些结论。本文从高功率微波脉冲的理论分析开始,介绍了大气击穿过程的重要特性,对高功率脉冲大气击穿的理论模型进行了详细探讨,并用时域有限差分方法对模型进行差分推导得出离散求解公式。大气击穿与大气自身的自由电子密度,大气压强和气体温度等参数有关。同时也跟高功率脉冲的振幅、频率、脉宽等存在着关系密切。本文在前人给出的电离参数计算方法的基础上,比较分析了各个方法的优缺点,随后由此综合拓展了适用范围。本文在讨论大气击穿的重要特性后,分析讨论了数值模拟的理论模型。然后介绍数值模拟的基本方法和具体步骤。接着讨论大气击穿重要参量在数值模拟过程中作用和计算方法。最后用若干算例,结合试验数据,分析模拟结果,验证模拟结果的合理性。同时通过改变参量的取值,在模拟结果的比较中,对模拟算法的稳定性和可靠性进行详细讨论。