回旋波在相对论运动磁化等离子体上的反射和透射

本文研究回旋波在相对论运动磁化等离子体中的传播特性和在磁化相对论电子束前上的反射增益．导出了回旋波的反射系数、透射系数和透射波的色散关系和频率关系公式，讨论了透射波（右旋波和左旋波）的色散特性、传播特性和反射波的增益及产生全反射的入射频率区域．     

电磁波在磁化等离子体上的反射特性研究

研究了垂直入射的平面电磁波在分层均匀磁化等离子体中的传播规律,对包覆在金属平板表面的一维线性非均匀磁化等离子体层的反射系数进行了数值计算,并对计算结果进行了讨论。     

运动等离子体中电磁波的相对论效应

本文给出了组成关系的Ｅ、Ｂ表示，导出运动介质中的波动方程及场量Ｅ、Ｈ纵分量满足的方程。对于电磁波垂直入射于向运动的等离子体介质表面，求得了反射波，透射波以及透射波的色散关系和频率关系，讨论了透射波的截止和反向及频率移动。对于脉冲波，演算得到了反射脉冲脉宽压缩和脉冲放大。     

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.     

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。     

SO-FDTD法计算磁化等离子体层的反射透射系数

从磁化等离子体的介电系数张量出发,推导出电磁波垂直入射磁化等离子体层且背景磁场沿入射方向情况时的移位算子(Shift operator,SO)FDTD迭代公式.应用该方法计算了磁化等离子体层的反射透射系数,其结果和应用传播矩阵(Propagation Matrices,PM)法及Appleton方程的计算结果符合得很好.最后,分析了背景磁场对磁化等离子体层中两个本征波即左旋和右旋波传播带的影响.     

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。     

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。     

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。     

Ka波段电磁波在大气等离子体中的透射特性

在大气环境模拟实验平台上,利用S波段高功率微波(HPM)击穿大气产生等离子体,开展Ka波段电磁波在等离子体中的传输特性实验研究,得到不同频率电磁波下等离子体传输衰减规律,并发现电磁波与大气等离子互作用呈现透射新颖现象：Ka频段透射增强或减弱呈振荡形式,透射增强最大增幅接近2倍,最大增强频点附近透射增强以周期性规律出现,间隔周期约为80 MHz。随着气压升高,透射增强现象仍然存在,但增强幅度随之减小。理论分析了可能引起透射增强的原因,该试验研究成果为HPM大气等离子体在隐身、黑障通信等方面的应用提供了可能。     

空间磁化等离子体非线性受激电磁辐射进展

电磁波和磁化等离子体的非线性相互作用复杂,高功率电磁波调控电离层实验提供了研究非线性基本问题的主动方式.为构建空间磁化等离子体受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions,SEEs)体系,本文首先总结了磁化等离子体中可能发生的参量不稳定性;其次,回顾了近十年国际电离层加热激发S...     

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.     

高斯波在媒质界面上的反射和折射

应用平面波谱分析法和菲涅耳公式，导出了高斯型电磁波入射到一平面媒质界面反射波和折射波的积公式，在傍轴近似下得到了反射波和折射波的近似解析解。从结果中可以看出，当入射高斯波是圆型高斯波时，反射波和折射一般是椭圆型高斯波。     

等离子体波摆动器中电子运动的混沌特性

本文用Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面及Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数两种方法，研究了新型的等离子体波摆动器中电子运动的混沌特性，结果表明，当摆动器强度增大时电子从规则运动向混沌状态发展，这是提高自由电子激光输出功率时必须解决的一个重大课题。     

基于三波相互作用的等离子体变频技术的粒子模拟

采用等离子体粒子模拟方法,探索无界漂移等离子体中空间电荷波与电磁波所发生的非线性波一波相互作用,对应用这一相互作用过程所产生的散射波的频移特性,寻找产生最大限度频移的散射波物理途径以及实现这一过程对等离子体参数的技术要求。详细讨论等离子体影响散射电磁波频率特性的物理因素及产生隐身的原因。     

瞬态电磁波在磁化等离子体中传播与散射的FDTD方法

本文从磁化等离子体中电子的广义运动方程出发，给出了一套ＦＤＴＤ计算公式，克服了卷积递归法不适用于直流入射以及小信号近似的缺点，其正确性由数值计算结果得到验证。     

板状非线性介质表面耦合波的反射和透射

本文详细分析了平面波激励非线性介质后介质的非线性极化、麦克斯专方程及其解、广义的反射和透射定律；导出了板状非线性介质表面任意阶耦合波的反射场和透射场；对介质满足相位匹配和泵浦波正入射下的场进行了深入的讨论；给了非线性介质表面的布儒斯特角。     

电磁波在非均匀磁化的等离子体鞘套中传输特性研究

由于传统散射矩阵法(scattering matrix method, SMM)在计算过程中会产生奇异矩阵,本文基于改进的SMM (improved SMM, ISMM)结合一维磁化等离子体湍流模型,计算了等离子体湍流介质对电磁波在不同入射角下的反射系数和透射系数,同时分析了电磁波在非均匀磁化等离子体中的传播特性。结果表明,湍流的出现极大地影响了等离子体鞘套中电子的运动规律,使其运动过程中能量衰减增多,因此其在0~35 GHz的透射系数增大;另一方面外部磁场的增大,对左旋圆极化波与右旋圆极化波的传播特性影响相反,这是因为在左旋情况下,左旋圆极化波的旋转方向正好与电子的旋转方向相同,右旋圆极化波相反;随着入射角度的增大,相当于电磁波在等离子体湍流中的传播距离增大,导致更多的电磁波能量被吸收;此外,考虑非均匀磁化情况后,电磁波在0~35 GHz频段内的右旋圆极化的透射系数更大。这些结果为研究电磁波在非均匀磁化等离子体湍流介质的传播特性提供了理论依据。

     

THz波在有界等离子体中的特性分析

为解决飞行器在等离子体层中的通信中断问题,借助有界等离子体的传输模型,研究了THz波在等离子体中的传播特性.文章主要分析在非磁化、均匀等离子体中THz波的传输特性.随着等离子的碰撞频率(fen)、厚度(d)、电子密度(ne)的变化规律,从三个方面分析了太赫兹波在非磁化等离子体中传播的反射值(R)、透射值(T)以及衰减值...