电磁波在强电离复杂等离子体中传输特性研究

发布时间：2020-09-16 15:36

　　 复杂等离子体的相关理论在电磁波与等离子体中的研究和发展中已经日趋成熟。其中电磁波在复杂等离子体中的传输在空间物理、实验设备制造、以及工业生产中都有着广泛的应用,例如火箭尾焰中电磁波的衰减、航天飞行器的“黑障”效应。将尘埃颗粒加入到普通的等离子体之后,由于尘埃粒子会与等离子体中的带电粒子产生碰撞或者是充电,所以其对电磁波的传输的性质会改变。现阶段对于复杂等离子体的研究主要集中于等离子体电导率、尘埃粒子充电电流的变化等方面,但是对于微波频段的电磁波在复杂等离子体中传输特点的研究还存在一定空白。本篇文章从理论推导和利用Matlab进行仿真计算两个方面来研究微波频段的电磁波在强电离复杂等离子体中的传输和衰减特性。由于强电离的复杂等离子体中我们是忽略中性分子的存在,所以我们把电子离子之间的相互作用看作是影响电磁波传输的主要因素。本文从统计物理中带有朗道碰撞项的玻尔兹曼方程出发,利用复杂等离子体的基本理论并用OML理论分析了粒子运动的特点。给出了强电离情况下复杂等离子体的介电常数的表达式。采用的是真空-等离子体-真空三层介质的理想化理论模型,通过Matlab的仿真计算给出了尘埃粒子浓度、尘埃粒子尺寸分布、尘埃粒子相对带电量等参数改变对电磁波传输性质的影响并分析了其原因。通过本文的研究,将更一步巩固并完善电磁波在强电离若碰撞复杂等离子体中传输性质的理论,同时对于火箭尾焰中电磁波传输、避免“黑障”效应以及更好的解释极区中层夏季回波现象有着积极的推动作用。
【学位单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O53;O441
【部分图文】：

第一章 绪论 课题研究背景以及意义复杂等离子又可以称作尘埃等离子体，是最近十几年迅猛发展的的物理这种等离子体主要由电子、离子、中性气体以及加入的带电尘埃颗粒组埃颗粒可以由铝粉，碳粉、硅粉等各种金属或者是非金属的固体颗粒组杂等离子体中，会有许多的电荷吸附在尘埃颗粒上，并且其电荷与质量等离子体中的电子或离子小得多，其运动行为主要受电场力的影响。前这一性质决定了复杂等离子体的物理和化学性质跟纯粹无掺杂的普通不同，产生诸如激波[2,3]、孤立波[4]、空洞、涡旋[5]等新的物理现象。同通信、半导体、空间物理等领域也有显著的应用。所以，进一步研究复体的对电磁波传输的影响对研究复杂等离子体的基本性质以及在科学有着重要的意义。

polar mesosphere summer e会探测到异常强烈的反射回波的现象[1大气层的状态等有关。中层区一般处于外线可以很容易的穿过该区域，导致蒸气迅速宁化成为冰晶，并且该层区成了尘埃颗粒是冰晶的复杂等离子体。离子体的实际现象就是航天器中的“黑很高的速度进入大气层时会产生周期性周围气体分子剧烈摩擦处于一种烧灼和易散失，其表面会聚集热量形成一个温内的气体分子与返回舱表面的金属合舱表面的区域就可以视为复杂等离子。等离子体鞘套可以隔绝外界电磁波的

离子体中电磁波传输的研究是从对火箭尾焰的研究开始的圆柱体来表示火箭尾焰等离子体的模型，并给出了 TM 波的传输和散射的性质[27]。F.Li 研究了尘埃粒子在复杂等离电过程，得到了低频情况下的介电张量的表达式，初步得衰减特性，在高频段利用玻恩近似法获得了总散射截面与教授研究团队从理论给出了弱介电张量，以尘埃粒子与等互作用为基础，计算出了复杂等离子体的电导率，最后利复杂等离子相位常数与相应的衰减系数[28,29,30]。V.V.Prud子系统中低频电磁波的传输问题[12]。I.Mo tie 研究了强电频率的问题，并给出了相应的充电电流[13]。Marvin 率先子体会反射或者是吸收电磁波，Andrei B Petain 研究了电的非线性效应。

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 石雁祥;吴健;葛德彪;;弱电离尘埃等离子体的介电张量研究[J];物理学报;2009年08期

2 杨森;陈新华;;火箭尾焰等离子体浓度分布数值计算[J];科学技术与工程;2008年04期

本文编号：2820036