再入等离子鞘套对测控信号传输的影响

高超声速飞行器再入大气层时,会在飞行器周围产生一层等离子鞘套,对测控信号的传输产生严重的影响。为分析等离子鞘套对测控信号的影响,提出了一种非均匀等离子鞘套自适应分层模型,并仿真计算了电磁波在RAM-C典型再入等离子鞘套中的透射衰减情况,进而得出各频段测控信号进出"黑障"的高度。经与NASA报告中实测数据进行对比,"黑障"高度吻合得很好。在实际型号试验中的应用也证明了该方法的有效性。结果表明,该方法可以较好地模拟测控信号在再入等离子鞘套中的传播情况,将来可用于对"黑障"现象的进一步研究。     

实验室研究等离子体鞘套测量方法和干预技术

航天飞行器再入大气层时,由于激波加热和热化学防护材料的烧蚀等原因,会在飞行器表面形成致密的等离子体鞘套,从而造成无线电通信信号中断。因此,减轻和消除黑障对飞行器测控安全至关重要。为了解决该难题,本文针对性地发展了适用于等离子体鞘套测量的探针设备和主动干预的技术,并利用实验室等离子体进行了验证。首先,提出了一种静电-微波复合探针,基于探针和飞行器表面曲面共形的优势,可以实时、有效地探测黑障高温流场中的电子密度;进一步,发展了亲电子物质释放实验主动干预方法,地面模拟实验表明该方法可以有效地降低流场等离子体中的电子密度。     

飞行器射频隐身技术及发展思路

射频隐身是武器平台对抗无源探测设备的重要技术手段,与雷达、红外隐身一起构成作战平台的隐身能力。飞行器射频隐身性能是其作战能力和生存能力达成的重要因素。在对飞行器典型有源传感器的使用和面临的威胁分析基础上,分析了飞行器射频隐身主要技术手段,概括了飞行器射频隐身主要技术特点,提出了飞行器射频隐身技术的发展思路。     

弱电离高超声速流场对太赫兹波传播影响

在再入飞行过程中生成的等离子体鞘套对电磁波传播的影响引起了很多的关注。包覆飞行器的等离子体鞘套通常为一团弱电离的气体。等离子体鞘套的存在会影响飞行器与地面间的通信,甚至带来通讯黑障问题。为了解决这一问题,进行了大量的研究并提出提高电磁波频率可以成为一种解决方式。随着可以生成高强度太赫兹源的设备出现,电磁波与等离子体间相互作用在微波波段的研究局限被打破,高频率的太赫兹波与等离子体间的相互作用也引起了更多关注。通过计算流体力学方法对包覆飞行器的热力学和化学动力学非平衡流体进行数值计算可以得到包覆高超声速飞行器的流场分布, 以此可以得到等离子体鞘套的电磁特性。通过数值计算得到四种飞行场景下的等离子体鞘套,并分析了不同传播路径下太赫兹波与等离子体鞘套的相互作用,结果表明:当飞行高度较低,鞘套等离子体密度较大时,太赫兹波具有穿过等离子体鞘套的能力,可以为通讯黑障问题的解决提供理论支持。     

黑障对通信安全的影响及几种可能的解决方案

当飞行器以超高速在大气层中飞行时,由于气动加热或烧蚀,在飞行器周围会形成等离子体鞘套。这将影响飞行器的通信特性,严重时会使通信中断,从而威胁飞行器的安全。我国新一代航天航空飞行器在大气层中飞行的时间长、速度快,而且弹道复杂,需要实时通信和控制,因此需要彻底解决通信中断问题。针对新一代航天飞行器面临的通信中断问题,研究了利用天线位置和地面遥测设备的布站优化、毫米波和太赫兹波通信、外加强磁场和激光通信等方法解决黑障问题的可能性及存在的问题。     

临近空间高超声速目标RCS模拟技术研究

针对雷达探测临近空间高超声速目标模拟试验中的雷达散射截面（radar cross section，RCS）逼真模拟问题，提出了一种适用于临近空间高超声速飞行器等离子体鞘套下目标RCS衰减模拟方法.首先利用不同高度、不同速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率的相关数据，拟合得出不同速度、不同高度对应的等离子体频率和电子碰撞频率关系表；其次，实时查表得到给定雷达频率情况下不同目标高度与速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率，建立目标等离子体包覆模型和电磁波传输模型，计算雷达电磁波的衰减系数和反射系数；最后，通过雷达电磁波的衰减系数和反射系数模拟出目标RCS衰减.通过与有关实测数据比对，证明了方法的合理性.仿真分析可知，利用高频率雷达探测临近空间高超声速飞行器将更容易得到连续的航迹，产生雷达"黑障"的时间更短.     

"深度撞击号"飞行器光学成像仪器研究

"深度撞击号"飞行器由两部分组成,其上装备三个光学成像仪器.光学成像仪器在整个过程中起光学导航、获取数据和选择撞击点的作用.主要对"深度撞击号"飞行器上的光学成像仪器进行研究分析.     

基于无线电安全管理"黑广播"的查找探究

近几年,全国大范围地区都出现了"黑广播",由于架设简单、设备便宜、无人值守、追责困难等特点,给无线电管理部门的查找带来了很大的困难.本文结合曲靖市无线电管理办公室近几年打击"黑广播"的工作实例,总结经验,提出思考.分析了"黑广播"的成因与危害,给出了一套对付"黑广播"行之有效的工作流程.     

太赫兹波斜入射磁化等离子体的传播特性

针对飞行器再入大气的“黑障”问题,基于等离子体电子密度Epstein分布,建立了太赫兹波穿过磁化等离子体鞘套的一维模型。计算了太赫兹波斜入射磁化等离子体鞘套的透射率和衰减;分析了等离子体碰撞频率、磁场强度、入射角等因素对太赫兹波传播特性的影响。研究结果表明,外加磁场强度增大,透射率的最小值和衰减峰值向较高太赫兹波频率方向移动;电磁波入射角变大,透射率变小,衰减变大;当入射角小于等于60°时,大气窗口0.22 THz处最大衰减为5.32 dB。研究结果为解决“黑障”问题提供了重要参考。     

《电讯技术》专题资料《近空间飞行器测控与信息传输技术》题要（一）

临近空间飞行器测控系统频段选择（柴霖）测控与信息传输是临近空间飞行器信息保障的核心,而选择合理、可行的频段是展开系统设计的前提和基础。频段选择影响到整个技术方案的制定,是一个需综合考虑、影响深远、具有战略意义的关键问题,本文从ITU（国际电联）法规、高速数传、接收信噪比、“三抗”、超视距中继、黑障、雨衰、