电磁波在均匀磁化等离子体中的衰减与反射

等离子体覆盖住金属导体,通过等离子体对入射电磁波的折射、吸收,使得入射波功率衰减,降低了反射功率,起到减小目标RCS的作用.对于均匀磁化等离子体,针对介电常数与等离子体粒子密度、外加磁场强度、电子碰撞频率以及入射波频率的关系,仿真计算了不同的等离子体粒子密度、外加磁场强度、电子碰撞频率以及不同等离子体厚度在毫米波波段对电磁波的衰减和反射特性的影响.     

均匀等离子体与2.45GHz微波相互作用的数值分析

圆柱形平板等离子体模型在不同磁场强度、不同等离子体密度和不同等离子体碰撞频率下，对2．45GHz微波在均匀等离子体中传播时的吸收、反射和衰减情况进行了数值分析。结果表明：微波能量的吸收对于等离子体密度的变化存在着一个极大值，合适的等离子体密度可以增大等离子体对微波的吸收，减小界面对微波的反射。适当选择等离子体密度和等离子体碰撞频率，可以使均匀等离子体对2．45GHz微波能吸收比达到85％以上。     

均匀非磁化等离子体与雷达波的相互作用

采用平板几何金属衬底模型对雷达波在均匀等离子体中传播所发生的吸收、反射和衰减进行了数值分析研究,结果表明:等离子体对电磁波的吸收衰减取决于等离子体密度和碰撞频率的共同作用;通过适当选择等离子体密度和等离子体碰撞频率,可以使均匀等离子体对某一雷达波段的吸收达到90%以上,隐身效果显著。     

太赫兹波在均匀磁化等离子体中的传播特性

研究了太赫兹波通过均匀磁化等离子体的传播特性,给出了太赫兹波衰减和相移随等离子体密度、碰撞频率、太赫兹波频率和磁感应强度的变化规律。等离子体电子密度越大,衰减和相移越大;随着碰撞频率的增大,电磁波的衰减先增加到峰值后逐渐减小,且随着磁感应强度的增加,衰减的峰值变大,峰值向碰撞频率减小的方向移动;当电子碰撞频率接近电磁波频率时等离子体对右旋极化波的衰减达到极大值。太赫兹波频率增大,衰减逐渐减小,而相移先增加后逐渐减小。     

非磁化等离子体密度与目标雷达隐身的关系

对不均匀非磁化等离子体密度与目标隐身的关系进行了研究，给出了等离子体电子密度线性分布和指数分布时，雷达电磁波的频率、电子碰撞频率、等离子体密度对电磁波衰减的影响。研究发现，等离子体的自由电子密度越高，电磁波的能量衰减越快。     

碰撞频率对等离子体吸波特性的影响

电子碰撞频率对等离子体与电磁波相互作用的性质具有较大影响.本文分别采用单粒子模型和考虑电子的集体效应,研究了碰撞频率对磁化等离子体吸收电磁波能力的影响.结果表明,无论考虑集体效应与否,碰撞频率的提高均有利于展宽等离子体对电磁波的吸收带宽,但却会降低吸收的峰值,存在一个最佳的碰撞频率,可使等离子体对电磁波的吸收在一个波段达到最强.最后,给出了非磁化等离子体的最佳碰撞频率.     

等离子体技术在天线隐身中的应用

利用洛沦兹模型来研究等离子体的电磁响应特性。讨论了电磁波频率、等离子体密度和电子碰撞频率对电磁波衰减特性的影响,描述了等离子体的导电性能、反射和吸收电磁波的能力。提出了三种方式实现天线的隐身设计。分别阐述了几种方式实现隐身的原理,并分析了各自的适用范围和优缺点。     

电磁波在不均匀磁化等离子体中的吸收

本文讨论了不均匀磁化等离子体片对圆极化电磁波、异常模电磁波的吸收,计算了不同条件下衰减率.计算表明,当电磁波的频率接近电子碰撞频率时,磁等离子体对电磁波的吸收达到最大值.当入射电磁波的频率很低时,不均匀磁化等离子体中碰撞对雷达波的吸收非常小.当入射电磁波频率较高时,等离子体的碰撞对入射电磁波的衰减很有效.在磁场对电磁波衰减率的影响上,对右旋电磁波,磁场变大,衰减率曲线的峰值向较低的碰撞频率方向移动,且衰减率减小.而对左旋电磁波,磁场变大,衰减率曲线的峰值向高的碰撞频率方向移动,且衰减率也增大.同时,我们发现在一定条件下,磁场使电磁波的有效吸收带宽变宽.此时,等离子体对电磁波的吸收也最大.特别是当入射电磁波的频率较低时这一特性更显著.     

非均匀磁化等离子体中电磁波的反射

主要研究磁化、稳定、二维、非均匀等离子体中的电磁波反射,讨论各种等离子体参数对反射功率的影响,计算每一分层边界的反射系数,推导总反射功率,并得出反射功率取决于电子密度、碰撞频率以及入射波的传播角.其中非均匀等离子体用分层来模拟.假定每一分层的电子密度为常数,但总的电子密度服从抛物线分布.     

等离子体涂覆三维目标散射特性的PLRC-FDTD分析

采用分段线性递归卷积时域有限差分方法(PLRC-FDTD)分析等离子体覆盖三维目标的散射特性,分别计算了均匀和非均匀等离子体覆盖导体球的后向雷达散射截面.计算结果表明等离子体涂层选择合适的厚度、电子密度和碰撞频率,能够有效的减小目标的雷达散射截面.选择合适的参数,非均匀等离子体层有更好的隐身效果.     

电子对抗新途径——等离子体隐身技术

隐身技术在现代战争中具有很重要的作用,为了在未来战争中获得主动权,各国都非常重视飞行器在隐身技术方面的研究与发展。等离子体属于一种新颖隐身技术,它是实现雷达隐身的一种新途径,是雷达隐身技术的最新发展。论述了等离子体隐身的基本原理。通过理论分析和数值模拟,计算了电磁波在等离子体中的反射、吸收衰减与等离子体碰撞频率、电磁波频率的关系,并对实现等离子体隐身进行研究,结果表明,利用等离子体对雷达波隐身是可行的。     

太赫兹雷达反等离子体隐身研究

针对等离子体隐身目标的探测问题,从等离子体隐身机理和太赫兹(THz)频段高频、宽频带的反隐身特性出发,分析了太赫兹波反等离子体折射隐身和吸收隐身的可行性和优越性,建立了一种内封闭式等离子体隐身的理论模型,并采用分层介质方法分析计算了太赫兹波在内封闭式等离子体模型中的传输特性。结果表明,太赫兹波可以穿透一定密度和厚度的等离子体且能量衰减很小,使反射波增强,增大了等离子体隐身目标的RCS和有效探测等离子体隐身目标的概率,为太赫兹雷达反等离子体隐身设计提供理论依据。     

用于目标隐身的等离子体参数的选择

对用于目标隐身的等离子体的电子数密度及其剖面分布、电子碰撞频率、面积、厚度和温度的选取进行了探讨。     

电磁波斜入射到等离子体中反射特性分析

结合等离子体隐身技术在飞行器上的应用,讨论了电磁波斜入射到分层均匀的非磁化等离子体中的反射情况。根据波阻抗匹配原理,推导并得出了多层等离子体覆盖金属平板的反射系数。在不同等离子体电子密度分布下,当入射电磁波频率变换时,应用数值分析的方法得到了反射损耗随入射角变化和等离子体温度变化的规律,为等离子体隐身技术在飞行器和导弹上的应用提供了一定的依据。     

斜入射到非均匀等离子体上的电磁波反射系数计算

等离子体雷达隐身理论和技术的日益成熟引起了国内外的广泛关注和高度重视。本文给出了平面电磁波斜入射到一维非均匀等离子体上时其反射系数的数值计算方法,并定量分析了金属平板表面电子密度呈抛物线分布的一维非均匀等离子体的雷达隐身效果。     

不均匀磁等离子体的隐身机理——圆极化电磁波的碰撞吸收

研究了圆极化电磁波在不均匀磁等离子体的传播和吸收。讨论了不均匀磁化等离子体片对平行于磁场方向传播的左、右旋圆极化电磁波的碰撞吸收，计算了不同条件下衰减率。计算表明，当电磁波的频率接近电子碰撞频率时，磁等离子体对电磁波的吸收达到最大值。当入射电磁波的频率很低时，不均匀磁化等离子体中磁撞对雷达波的吸收非常小。当入射电磁波频率较高时，等离子体的碰撞对入射电磁波的衰减很有效。     

等离子体鞘套中太赫兹波传输特性研究

采用散射矩阵方法(SMM)研究太赫兹波在非磁化、非均匀等离子体鞘套中的传输特性。在假定等离子体电子密度分布为双指数分布条件下,对太赫兹波斜入射等离子体时的功率反射系数、透射系数及吸收系数进行了仿真,还对其随太赫兹波的入射角度、太赫兹波的频率、等离子体的碰撞频率、等离子体分布形态的变化规律进行了总结。研究结果表明,在上述条件下,太赫兹波在等离子体中均有较好的传输特性。总体上来说,随着太赫兹波频率的提高,太赫兹波在等离子体中的透射性更好,可以考虑提升载频至太赫兹波段来解决通信黑障问题。     

双层等离子体对6 GHz高功率微波防护实验

针对高功率微波对电子设备的安全威胁,设计了一种双层柱状等离子体阵列对高功率微波进行防护。其中单根等离子体柱的直径为25.4 mm,长度为600 mm,等离子体频率与碰撞频率可进行控制。利用搭建的实验测量系统,研究了微波极化方向、等离子体电子密度、放电单元层数等因素对高功率微波透射衰减的影响。实验结果表明:当高功率微波未激发等离子体产生非线性效应时,TM极化时的防护效果优于TE极化时的防护效果,且能量衰减分别可达20.9 dB和14.7 dB;随等离子体电子密度增大,微波透射功率减小,防护效果增强;由于层间反射作用,双层等离子体对高功率微波的透射衰减远大于单层等离子体衰减值的两倍。     

Electromagnetic-field solution of a diffuse plasma boundary

An exact wave solution is obtained for a transitional plasma region having an Epstein variation for both the electron density and collision frequency. The planewave reflection and transmission coefficients for such a layer are expressed in terms of a correction term multiplying the coefficients, corresponding to a layer of variable electron density but constant collision frequency.