空间飞行器黑障区通信技术研究
发布时间：2021-04-13 08:48
随着载人航天技术的不断发展,临近空间飞行器的不断应用,空间飞行器黑障区通信问题又被大家广泛关注。研究黑障区空间飞行器表面产生的等离子鞘套对电磁波传播衰减特性的影响也成为急需解决的问题。故本文对电磁波在黑障区空间飞行器表面的等离子鞘套中的传输特性进行了研究。主要包括以下内容:首先,本文对空间飞行器黑障区通信问题产生原因以及黑障区空间飞行器表面等离子鞘套产生原理及形状特点进行深入分析,并研究了空间飞行器表面等离子鞘套各介质特性相互关系。根据国内外实验研究数据总结等离子鞘套介质特性数据,并对实际飞行实验数据中等离子鞘套内的等离子体电子密度在不同高度的不同曲线分布进行了拟合。因48km以上黑障区中等离子鞘套电子密度分布呈双高斯曲线,48km以下黑障区内等离子鞘套电子密度呈Epstein曲线,而电子密度又是等离子鞘套对电磁波影响很重要的一个参数,所以本文将黑障区分为48km以上黑障区和48km以下黑障区两部分进行研究,分别对100km-48km和48km-20km两个范围内空间飞行器表面等离子鞘套的介质特性进行拟合分析对比。其次,本文还研究了48km以上黑障区和48km以下黑障区中空间飞行器表面...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航天飞机再入过程示意图
( ) ≤≤= 021020()Nezzznzzzeeeα斯曲线分布：( )( ) ≤≤≤≤= 0210220210()NezzzNezzznzzzezzeeαα——等离子鞘套最大等离子体电子密度；——该处与空间飞行器表面的横坐标距离；——等离子鞘套电子密度达到峰值时的厚度坐标；—电子密度达到峰值时该处与空间飞行器表面的横坐标距离；21= z z为等离子体厚度；、2α 分别为等离子体中电子密度分布的变化系数。布形式如图 2.5、图 2.6。
图 2.6 等离子鞘套电子密度双高斯分布形式Fig. 2.6 Plasma sheath electron density double Gaussian distribution form为双高斯曲线分布在电子密度峰值处变化较为圆滑，更加贴合实人们通常采用双高斯曲线分布对等离子鞘套电子密度分布进行模拟而实际情况下，等离子鞘套中的电子密度分布曲线并不都是服从，通过观察美国 RAM C 飞行实验中的实际等离子体电子密度数可以发现当空间飞行器距离地面 100km-48km 之间时，空间飞行鞘套电子密度曲线近似服从双高斯分布；当空间飞行器距0km 之间时，空间飞行器表面的等离子鞘套电子密度曲线近似服从所以，本文在对空间飞行器表面的等离子鞘套进行研究时，分为48km 的 48km 以上黑障区和距地面 48km-20km 的 48km 以下黑障
【参考文献】：
期刊论文
[1]时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性[J]. 陈伟,郭立新,李江挺,淡荔. 物理学报. 2017(08)
[2]再入航天器表面亚波长等离子体薄层对微波信号影响效应研究[J]. 王志斌,孔繁荣,鄂鹏,梁银川,赵媛. 中国空间科学技术. 2017(01)
[3]黑障对通信安全的影响及几种可能的解决方案[J]. 于哲峰,孙良奎,马平,杨益兼,张志成,黄洁. 红外. 2017(02)
[4]“再入”飞行器等离子体鞘套的电磁传播特性仿真[J]. 张丽华,马晓东,彭雪丽. 电子科技. 2017(01)
[5]基于数值模拟计算的返回舱再入黑障特性分析[J]. 张勇强,张烨,魏永辉,李金逵,孙玉柱. 现代雷达. 2016(11)
[6]高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟[J]. 吉君君,田正雨,柴金磊,李桦. 宇航学报. 2016(11)
[7]外加磁场改善临近空间GPS通信研究[J]. 周天翔,陈长兴,蒋金,任晓岳,胡明睿. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(03)
[8]飞行器临近空间通信信号传输特性研究[J]. 凌云飞,陈长兴,蒋金. 计算机仿真. 2016(02)
[9]毫米波大气窗口在临近空间等离子体鞘套中的传播特性[J]. 蒋金,陈长兴,周天翔,凌云飞,陈婷,任晓岳. 空间科学学报. 2016(01)
[10]电磁波在非均匀磁化的等离子体鞘套中传输特性研究[J]. 薄勇,赵青,罗先刚,刘颖,陈禹旭,刘建卫. 物理学报. 2016(03)
博士论文
[1]等离子体鞘套数值仿真及其与电磁波相互作用[D]. 田媛.西安电子科技大学 2016
[2]高速飞行器等离子体鞘套下导航信号及系统特性研究[D]. 高平.西安电子科技大学 2016
[3]等离子鞘套下电磁波极化特性及天线辐射特性研究[D]. 白博文.西安电子科技大学 2015
[4]基于大面积等离子体片的高超声速飞行器黑障效应研究[D]. 夏俊明.中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2015
[5]等离子鞘套下测控通信信号传输特性研究[D]. 杨敏.西安电子科技大学 2014
[6]等离子鞘套地面模拟技术及电波传播实验研究[D]. 谢楷.西安电子科技大学 2014
[7]飞行器再入段电磁波传播与天线特性研究[D]. 李伟.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]航天器再入段电波特性及加磁场减轻黑障效应研究[D]. 张亮.南京理工大学 2013
[2]等离子鞘套对测控导航天线性能影响研究[D]. 许斌.西安电子科技大学 2013
本文编号：3134992
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航天飞机再入过程示意图
( ) ≤≤= 021020()Nezzznzzzeeeα斯曲线分布：( )( ) ≤≤≤≤= 0210220210()NezzzNezzznzzzezzeeαα——等离子鞘套最大等离子体电子密度；——该处与空间飞行器表面的横坐标距离；——等离子鞘套电子密度达到峰值时的厚度坐标；—电子密度达到峰值时该处与空间飞行器表面的横坐标距离；21= z z为等离子体厚度；、2α 分别为等离子体中电子密度分布的变化系数。布形式如图 2.5、图 2.6。
图 2.6 等离子鞘套电子密度双高斯分布形式Fig. 2.6 Plasma sheath electron density double Gaussian distribution form为双高斯曲线分布在电子密度峰值处变化较为圆滑，更加贴合实人们通常采用双高斯曲线分布对等离子鞘套电子密度分布进行模拟而实际情况下，等离子鞘套中的电子密度分布曲线并不都是服从，通过观察美国 RAM C 飞行实验中的实际等离子体电子密度数可以发现当空间飞行器距离地面 100km-48km 之间时，空间飞行鞘套电子密度曲线近似服从双高斯分布；当空间飞行器距0km 之间时，空间飞行器表面的等离子鞘套电子密度曲线近似服从所以，本文在对空间飞行器表面的等离子鞘套进行研究时，分为48km 的 48km 以上黑障区和距地面 48km-20km 的 48km 以下黑障
【参考文献】：
期刊论文
[1]时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性[J]. 陈伟,郭立新,李江挺,淡荔. 物理学报. 2017(08)
[2]再入航天器表面亚波长等离子体薄层对微波信号影响效应研究[J]. 王志斌,孔繁荣,鄂鹏,梁银川,赵媛. 中国空间科学技术. 2017(01)
[3]黑障对通信安全的影响及几种可能的解决方案[J]. 于哲峰,孙良奎,马平,杨益兼,张志成,黄洁. 红外. 2017(02)
[4]“再入”飞行器等离子体鞘套的电磁传播特性仿真[J]. 张丽华,马晓东,彭雪丽. 电子科技. 2017(01)
[5]基于数值模拟计算的返回舱再入黑障特性分析[J]. 张勇强,张烨,魏永辉,李金逵,孙玉柱. 现代雷达. 2016(11)
[6]高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟[J]. 吉君君,田正雨,柴金磊,李桦. 宇航学报. 2016(11)
[7]外加磁场改善临近空间GPS通信研究[J]. 周天翔,陈长兴,蒋金,任晓岳,胡明睿. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(03)
[8]飞行器临近空间通信信号传输特性研究[J]. 凌云飞,陈长兴,蒋金. 计算机仿真. 2016(02)
[9]毫米波大气窗口在临近空间等离子体鞘套中的传播特性[J]. 蒋金,陈长兴,周天翔,凌云飞,陈婷,任晓岳. 空间科学学报. 2016(01)
[10]电磁波在非均匀磁化的等离子体鞘套中传输特性研究[J]. 薄勇,赵青,罗先刚,刘颖,陈禹旭,刘建卫. 物理学报. 2016(03)
博士论文
[1]等离子体鞘套数值仿真及其与电磁波相互作用[D]. 田媛.西安电子科技大学 2016
[2]高速飞行器等离子体鞘套下导航信号及系统特性研究[D]. 高平.西安电子科技大学 2016
[3]等离子鞘套下电磁波极化特性及天线辐射特性研究[D]. 白博文.西安电子科技大学 2015
[4]基于大面积等离子体片的高超声速飞行器黑障效应研究[D]. 夏俊明.中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2015
[5]等离子鞘套下测控通信信号传输特性研究[D]. 杨敏.西安电子科技大学 2014
[6]等离子鞘套地面模拟技术及电波传播实验研究[D]. 谢楷.西安电子科技大学 2014
[7]飞行器再入段电磁波传播与天线特性研究[D]. 李伟.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]航天器再入段电波特性及加磁场减轻黑障效应研究[D]. 张亮.南京理工大学 2013
[2]等离子鞘套对测控导航天线性能影响研究[D]. 许斌.西安电子科技大学 2013
本文编号：3134992
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