等离子体鞘套层中THz波传输特性研究

发布时间：2018-05-27 09:04

  本文选题：等离子体鞘套层 + THz通信　； 参考：《南昌大学》2017年硕士论文

【摘要】：当飞行器再入地球大气层时,再入飞行速度极高,一般超过音速的十几倍甚至是几十倍,高速飞行过程中飞行器周围会产生激波。激波中的空气分子在高温高压下发生离解和电离,形成一层致密的等离子体包裹在飞行器周围。因为等离子体特殊的电学特性,它对电磁波能量有吸收与反射的作用。由再入时产生的等离子体导致的通信中断现象我们称为黑障问题,包裹在飞行器周围的等离子体我们称为等离子体鞘套层。针对再入时出现的黑障问题,本文将模拟RAM-CⅡ再入飞行器几种情况下再入时产生的鞘套层,并在此基础上研究THZ波作为通信载波在等离子体鞘套层中的传输特性,基于研究结果给予一些关于利用太赫兹通讯技术缓解黑障问题的合理建议。首先,本文讨论了研究黑障问题的意义与国内外在此问题上相关研究情况,并简述了本文的相关工作与研究方法。其次,介绍了非磁化冷等离子体相关的物理性质,等离子体鞘套层具体的形成过程与鞘套层中流场的五个区域的性质。然后,简单介绍了本文模拟电磁波传输的方法——散射矩阵法(SMM)。通过散射矩阵法模拟了THZ波在等离子体中的传输特性与入射角度θ、电子碰撞频率υe、等离子体厚度X、电子密度峰值N0四个变量之间的关系,并基于电磁波与等离子体相互作用的机理给出了物理解释。最后,根据NASA飞行报告中得到的RAM-CⅡ相关飞行参数,基于等离子流体计算模拟语言Usim与美国海军全球大气开源模拟平台NRLMSISE-oo模拟RAM-CⅡ不同再入情况下产生的等离子体鞘套层的流场,并使用散射矩阵法模拟微波与太赫兹波在其中的传输特性。讨论了利用太赫兹技术缓解黑障问题的可行性并针对性的给出建议。
[Abstract]:This paper deals with the relationship between the transmission characteristics of THZ waves in the plasma sheath layer and the characteristics of the five regions in the plasma sheath layer by using the scattering matrix method .
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN011

【参考文献】

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本文编号：1941354