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飞行器在临近空间内以高超声速飞行时,会产生一层等离子鞘套。当导航、遥控遥测、安控等信号穿过这层等离子鞘套时,会产生严重的衰减,即出现所谓的通信“黑障”。信号的衰减幅度主要决定于等离子鞘套的密度,通过降低等离子鞘套密度便能够使信号的衰减得到较大的改善。电磁调控作为一种降低等离子鞘套密度的有效手段,在国内外已经进行了长时间的研究。目前主要集中在正交电/磁场调控、行波磁场调控和脉冲磁场调控这几个方向。但是这些电磁调控方法目前仍存在以下几个问题:（1）这些方法都需要将通信天线放置在强磁场中心,存在天线与磁场之间相互干扰及阻带效应的影响。（2）正交电/磁场调控由于需要用电极来维持恒定的强电场,存在电极暴露在高温气体当中腐蚀的问题。（3）脉冲磁场调控由于排开型的磁窗构型,存在在电磁波传播路径上仍然存在高密度区域的问题。所以本论文提出了一种基于汇聚型磁窗的脉冲磁场调控方法,该方法中密度削弱区域位于电磁线圈边缘,避免了强磁场与天线相互的干扰;且该方法中利用时变磁场产生正交的感应电场,解决了电极暴露的问题;此外汇聚型的磁窗构型解决了传播路径上仍存在高密度区域的问题。围绕该方法,本论文的主要工作如下:1、针对排开型脉冲磁窗在电磁波传播路径上仍然存在高密度区域的问题,提出了一种汇聚型脉冲磁窗。为了解决汇聚型脉冲磁窗作用下静态等离子体密度的计算问题,提出了二维轴对称的等离子体密度分布计算模型,得到了脉冲磁场对静态等离子体密度分布的影响规律。仿真结果表明0.5T峰值的汇聚型脉冲磁窗在等离子体鞘套中形成的密度削弱区域能够达到10cm以上,这超过了RAM-C实验中得到的等离子鞘套密度峰值对应的厚度范围,在电磁波传播路径上打开了一条低密度的通道。同时基于该模型本文研究了等离子体参数对脉冲磁场削弱效果的影响,结果表明初始电子密度越大、碰撞频率和电子温度越小,脉冲磁场的削弱效果越好。2、针对脉冲磁场削弱等离子体密度的有效性问题,开展了静态等离子体密度削弱实验和电磁波衰减改善实验,验证了脉冲磁场方法的有效性。其中针对实验对应的低密度状态下脉冲磁场削弱效果较差的问题,通过优化分析得到了该状态下脉冲磁场参数的最优值,设计并搭建了一种电容储能式脉冲磁场产生装置,实现了相应参数脉冲磁场的产生。通过将脉冲磁场施加在等离子体产生装置上,本文开展了等离子体密度削弱实验,实验结果显示0.5T峰值的脉冲磁场能够使等离子体密度削弱43%-76%,这验证了利用脉冲磁场削弱等离子体密度方法的有效性。同时在实验状态下的二维轴对称等离子体密度分布模型的计算结果与实验结果误差在10%以内,这验证了理论计算模型的准确性。在此基础上,开展了脉冲磁场对L波段典型信号衰减的改善实验,实验结果显示0.1T峰值的脉冲磁场能够使L波段典型信号衰减改善5.5d B,这验证了利用脉冲磁场改善电磁波衰减的有效性。密度削弱实验和信号衰减改善实验共同验证了汇聚型脉冲磁窗在14cm厚度的等离子体上打开了一条低密度的通道,避免了在电磁波传播路径上仍然存在高密度区域的问题。3、针对真实飞行状态下等离子鞘套处于高速流动状态和不同飞行高度下环境气压存在较大跨度的问题,提出了等离子体流场电子密度的三维密度分布计算模型,得到了高速流场和环境气压对脉冲磁场削弱效果的影响规律。其中利用该模型,给出了脉冲磁场对71km高度处等离子鞘套的密度削弱情况,仿真结果表明随着流速的增大,脉冲磁场的削弱效果将减弱,密度削弱幅度最大的区域将位于线圈后部20cm位置。基于该削弱后的密度分布数据,通过建立磁化等离子体电磁波衰减计算模型,本文得到了脉冲磁场对电磁波衰减的改善效果。仿真结果表明,在高速流场下0.2T以上的脉冲磁场能够使L波段典型信号衰减小于30d B,且汇聚型脉冲磁窗能有效避免阻带效应的影响,因此相比静磁场法和正交电/磁场法更具有优势。在此基础上对气压带来的影响进行了研究,通过仿真和实验得到了不同环境气压下脉冲磁场对应的削弱效果,仿真结果表明脉冲磁场的削弱效果在10Pa以上随着气压的增大而急剧减弱,在300Pa以上削弱距离将减小的4cm以下。4、针对300Pa环境气压下半正弦式脉冲磁场方法的削弱效果变得极差的问题,提出了一种利用指数减小式磁场削弱等离子体密度的方法。本文通过流场下的三维密度分布计算模型对这两种方法在300Pa环境气压下的削弱效果进行了仿真比较,仿真结果表明指数减小式磁场比半正弦式脉冲磁场在300Pa气压下具有更好的削弱效果。本文对指数减小式磁场方法的优势给予了理论解释。在此基础上,针对典型飞行器再入过程中产生的等离子鞘套,本文研究评估了在不同高度下的半正弦式脉冲磁场方法和指数减小式磁场方法对电磁波衰减的改善效果。仿真结果表明,0.5T磁场峰值下,在60km以上的飞行高度使用脉冲磁场法较为合适,而在40-60km飞行高度则使用指数减小式磁场法较为合适。本论文的主要创新点为:（1）提出了一种基于汇聚型磁窗的脉冲磁场方法削弱等离子鞘套密度。（2）提出了一种二维轴对称的静态等离子体电子密度计算模型。（3）提出了一种等离子体流场电子密度三维分布计算模型。（4）提出了一种指数减小式磁场方法削弱等离子鞘套密度。本文的研究成果将为等离子鞘套的电磁调控方法提供一定的新思路和理论支撑,对早日实现通信“黑障”问题的解决具有重要作用。