电磁波在高温等离子体中传输特性研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loveF
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
飞行器以超高速进入大气层时与周围空气摩擦产生高温等离子体鞘套,等离子体鞘套的存在会对电磁波的传播产生严重的影响,甚至会造成通讯信号的中断,这就是通信“黑障”现象。通信“黑障”的存在不仅会使信号中断,无法获取飞行器的飞行情况,还会对飞行员的生命存在威胁。随着太赫兹波技术的发展与应用,为解决通信中断问题提供了新的方法。本文研究选取太赫兹波段的电磁波作为通信载波,研究高温等离子体对太赫兹波传输特性的影响。主要研究内容有以下几个方面:首先,学习电磁波理论与等离子体物理相关知识,阅读文献并总结研究方法。针对实际应用分析研究等离子体的主要模型,包括半空间无限大等离子体模型,均匀锐边界等离子体模型、不均匀锐边界等离子体模型、约束等离子体模型等模型。针对电磁波传播的特点,总结理论计算方法;并提出了在原有基础上改进的空气--高温等离子体--空气传输模型。学习各类模型采用的不同计算方法,选择数值解析法作为文中研究等离子体与电磁波相互作用的主要计算方法。其次,针对电磁波在高温磁化、均匀等离子体中的传播特性进行了研究,分析了电磁波随高温等离子体的电子密度(Ne)、等离子体碰撞频率(ven)、等离子体厚度(d)以及磁感应强度(B)变化的影响。通过建立电磁波垂直入射物理模型与数值计算,并编程得到仿真结果。实验结果表明:随着太赫兹波频率的增加衰减值不是呈线性变化,电子密度增大衰减增加,碰撞频率增加不能使衰减减小;要找到碰撞频率的最佳值,加入磁场可以改变衰减峰值的位置,且向入射波的高频方向移动。最后,研究了电磁波在高温非磁化、均匀等离子体的传输特性,建立电磁波斜入射高温等离子体传输模型,并进行理论分析。研究了在高温等离子体不同参数下电磁波的反射、透射和衰减情况。数值结果发现温度因子可以引起电磁波特性的变化,高温等离子体对太赫兹波吸收有零吸收和负吸收现象。综上,通过研究电磁波在高温等离子体中传输的变化规律,得到缓解黑障现象需要等离子体的碰撞频率、温度、磁场强度等参数的取值范围。因此,合适参数下太赫兹波作为通信载波可以很大程度提高通信效率。
其他文献
随着芯片规模逐渐增大,芯片设计越来越复杂,尤其是采用纳米级工艺技术之后,使得提升电路性能遇到了许多新的挑战。电路的性能离不开对数据传输和处理相关的时钟信号的时钟频
钢铁企业高能耗、高污染、高排放的生产特点,对企业的经济和环境保护都带来了十分严峻的负面影响。面对能源介质交互并存、能源消耗大、能源利用率低等长期困扰钢铁企业发展
本文合成了3,4-二氨基-呋咱(DAF)的4种含能化合物:1-(2,4-二硝基苯基)-(3,4)-二氨基呋咱(DPAF)、1-(2,4,6-三硝基苯基)-(3,4)-二氨基呋咱(TNAF)、1,1-二-(2,4,6-三硝基苯基)-
移动通信已经进入5G(Fifth Generation,5G)时代,而3D大规模MIMO(3D Massive Multiple-input Multiple-output)技术是5G移动通信的关键技术。3D大规模MIMO技术不仅包含传统MIM
目前,国内外对镁合金的表面处理已做了大量研究并取得了很大进展,但是仍存在结合力差、有污染、成本高等不足,离实际应用还有一段距离。因此,一种具有高性能、节能、环保、低
核方法因其良好的泛化性能在分类、回归、聚类等机器学习领域得到了广泛的应用。在回归问题中,引入核函数的支持向量回归是解决非线性回归问题的一种有效方法。受限于传统的
图像的精准分割对于图像分析具有重要意义。基于划分的模糊聚类算法具有简单、灵活、快速高效的特点,在图像分割任务中得到广泛的应用。然而,现存的模糊聚类算法难以得到理想
在现有检测尿液白细胞的产品中,通常使用吡咯酯或吲哚酯作为化学反应底物。目前国内吡咯酯的供应商很少,而且价格非常昂贵,而吲哚酯没有供应商可以提供。因此这两种酯的合成,
管道机器人因其能够直接进入管道内部,高效准确地完成管道故障诊断、检测及维护等作业,目前已在管路工程领域得到了广泛的应用。然而,能源供给及驱动控制问题始终制约着管道
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、电磁屏蔽性良好和无磁性等优点,并且其阻尼减振性能明显优于其它金属结构材料,是制备高性能轻质减振结构件的关键材料之.一。然而,现有