空间科学技术日新月异,借助于各种先进的飞行器,人类的活动范围得以不断扩大。各种类型的航天器从太空返回大气层以及高速飞行器在临近空间巡航的过程中,由于飞行器与大气之间的剧烈摩擦和烧蚀形成等离子体鞘套,并会导致通信黑障现象的出现,对飞行器的安全产生了严重威胁,也严重影响了超高速飞行器的发展,如何缓解黑障现象一直以来都是困扰航天领域的重大难题之一。临近空间飞行器的信息传输和雷达探测是重要的研究领域,然而,由于飞行过程中电磁波的衰减较大,已经严重干扰到了飞行器的有效通信、精确定位、快速回收以及空间的安全保障。引发这一问题的关键因素之一便是等离子体鞘套的产生,其会引发目标电磁特性的改变。飞行器极高的速度会对空气分子产生强烈的压缩作用,同时也会与空气产生剧烈的摩擦,导致飞行器表面附近温度急剧升高,在高温和高压的共同作用下空气分子将会发生电离,从而在其表面附近产生一层具有一定厚度的、包含了大量自由电子、离子以及中性分子等粒子的等离子体激波流体,即等离子体鞘套。等离子体鞘套中的粒子一方面会自发地发生碰撞,另一方面带电粒子会在电磁波交变电场的驱动下进行碰撞,而后者这种外场驱动的碰撞作用会对电磁波产生强烈的散射作用导致能量的衰减,最终出现黑障现象。黑障现象一方面可以导致飞行器无法及时接收地面指令,对飞行安全是极为不利的;另一方面,可以充分利用黑障现象躲避地面雷达的探测,实现飞行器隐身的目的。因此,为了飞行器的安全和目标的隐身这一目的,从理论层面去充分认识和理解等离子体鞘套与电磁波之间的相互作用关系就变得十分重要了。为此,本文开展了等离子体鞘套中的电磁波传播及鞘套参数反演问题的相关研究,来进一步探究和理解等离子体与电磁波的相互作用规律,研究等离子体鞘套内部的参数分布情况并加以利用,找寻能够有效缓解等离子体鞘套对雷达探测和通信产生影响的新途径和新方法。本文的主要工作如下:1、针对不同工况下非均匀流场变化对电磁波传输的影响,基于不同飞行条件下高速目标等离子体鞘套非均匀流场模型,利用辅助方程时域有限差分（ADE-FDTD）方法,数值计算了不同飞行状态下等离子体鞘套中电磁波的透射系数和衰减系数。研究了电磁波在等离子体鞘套中的相移特性,分析了不同等离子体参数和入射波频率对相移变化的影响。针对实际情况中等离子体流场的不断变化,讨论了不同的电子密度分布类型对电磁波相移特性的影响,发现相移的变化大小与不同电子密度分布类型下的电子密度均值大小息息相关。最后,探究了不同飞行参数下等离子体非均匀流场变化对电磁波相移的影响规律。2、基于BGK碰撞模型以及充电理论,在弱电离尘埃等离子体中推导了同时考虑非零电子最小速率以及碰撞截面电势部分的贡献存在时的复介电参数修正模型,对比了传统模型与修正模型下等离子体对电磁波的传输特性影响,发现非零电子最小速率和碰撞截面中电势部分的贡献对电磁波的传输特性有显著的影响。研究了修正模型下尘埃颗粒存在与否和尘埃参数变化对电磁波传输特性的影响。最后,研究了在不同再入飞行高度下尘埃等离子体对斜入射电磁波能量衰减的影响规律。3、考虑到等离子体鞘套对雷达探测的影响,开展了高速目标等离子体鞘套对回波特性影响的研究。根据等离子体鞘套自身具有的空间非均匀和时变特点进行了建模,采用Z-FDTD方法计算并对比了均匀和非均匀（非均匀、非均匀时变）等离子体对电磁波回波的影响。分析了不同时变参数（峰值系数、脉冲宽度）对回波特性的影响,发现电子密度和回波的强度是正相关的。讨论了不同等离子体参数对回波特性的影响,揭示了等离子体对回波的影响规律。4、基于等离子体对不同空间位置的电磁波衰减结果,从理论上推导了电磁波的衰减与电子密度之间的表达式,通过对表达式进行微分处理,建立了衰减梯度与电子密度间的函数关系,并通过计算初步获得了电子密度的空间分布趋势。进一步地,采用BP神经网络算法,根据衰减预测了整个等离子体的平均电子密度结果,结合电子密度在空间上的分布趋势以及平均值,得出了等离子体中电子密度的空间分布情况,通过与期望结果对比,验证了该方法反演电子密度空间分布的可行性。