等离子鞘套信道特征实时预估方法

发布时间：2021-08-04 01:40

　　高超声速飞行器再入过程中会在其表面产生“等离子体鞘套”。等离子体鞘套会对电磁波产生不同程度的反射衰减和吸收衰减,使通信质量恶化,严重时甚至会导致通信中断,产生“黑障”现象。为实现“黑障”条件下的可靠信息传输,前提是要了解等离子鞘套的信道特性,使通信技术与系统适应于等离子鞘套信道,从而建立一种适用于等离子鞘套下的通信方法。因此本文提出了一种基于反射信号测量的等离子鞘套信道实时预估方法,通过提取鞘套中寄生调制效应对反射信号的影响,并结合等离子体中反射信号与透射信号之间的相关性,反演出鞘套对透射信号的作用,进而预估得到鞘套信道特征;另外针对该实时预估方法,设计出一套实时预估装置,包含了反射信号提取方案的设计,数据处理方案的设计以及整体硬件平台的搭建;最后通过搭建的预估装置对该信道预估方法进行实验验证,确定该预估方法的计算精度以及实验可行性。本文主要研究内容和贡献如下:（1）基于对电波传播特性以及等离子信道特性的理论分析,首次提出一种从信号发射端对等离子鞘套信道特征进行预估的实时计算方法,首先通过对等离子鞘套中反射信号与透射信号相关性分析,为预估算法提供基础。核心部分的稳态、动态等离子体信道实... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微带天线结构

56(c)图4.5 微带天线仿真图（a.1.8GHz b.2.3GHz c.3GHz）等离子体介质如图 4.6 所示，设计 200mm*200mm*180mm 的立方体模拟等离子实验环境，等离子参数通过 CST 中的 Drude 模型设定。图4.6 等离子体介质模型通过 CST 完成微带天线和等离子体介质的设计以及测试后，将不同电子密度下CST 天线仿真模型保存成 S2P 文件，将文件添加在 ADS 电路中的 2 端口处的数据模块，配合 ADS 完成电路测试以及进行瞬态仿真，也称为 ADS 与 CST 的联合仿真。(a) 反射信号幅值相位(b) 透射信号幅值相位图4

等离子体介质如图 4.6 所示，设计 200mm*200mm*180mm 的立方体模拟等离子实验环境，等离子参数通过 CST 中的 Drude 模型设定。图4.6 等离子体介质模型通过 CST 完成微带天线和等离子体介质的设计以及测试后，将不同电子密度下CST 天线仿真模型保存成 S2P 文件，将文件添加在 ADS 电路中的 2 端口处的数据模块，配合 ADS 完成电路测试以及进行瞬态仿真，也称为 ADS 与 CST 的联合仿真。(a) 反射信号幅值相位(b) 透射信号幅值相位图4.7 真空时 ADS-CST 联合仿真结果

【参考文献】：
期刊论文
[1]层状介质时域有限差分方法斜入射平面波引入新方式[J]. 姜彦南,葛德彪.  物理学报. 2008(10)
[2]矩形微带贴片天线（MPA）原理介绍及EDA设计[J]. 张剑.  集成电路通讯. 2008(03)
[3]等离子体温度分布测量方法的研究[J]. 陈根余,张均,张屹,赵智.  激光技术. 2008(02)
[4]微波共振探针在测量等离子体密度中的应用[J]. 曹金祥,徐宏亮,俞昌旋,曾磊,赵红波,丁卫星,许炳,沈海根,金凯.  电子学报. 1995(06)
[5]非均匀等离子鞘套中电波传输的近似计算[J]. 董乃涵,赵汉章,吴是静.  宇航学报. 1984(01)

硕士论文
[1]等离子鞘套参数及信道特性实时预估方法研究[D]. 王迪.西安电子科技大学 2017
[2]电磁波在等离子鞘套中的传播与散射相关问题研究[D]. 刘德.西安电子科技大学 2015
[3]无线信道测量关键技术研究[D]. 谷延光.西安电子科技大学 2015
[4]动态等离子体信道的研究与建模[D]. 王晓林.西安电子科技大学 2013
[5]等离子体光谱诊断及CO+光谱研究[D]. 邵旭萍.华东师范大学 2009



本文编号：3320735