等离子体柱阵列应用于目标隐身的可行性分析

设想了一种等离子体柱阵列技术,并利用CST电磁仿真软件对等离子体柱阵列覆盖金属平板的情况进行了仿真,分析了等离子体柱阵列在2～8GHz频段内对金属平板的散射衰减,并与金属平板覆盖等离子体层的散射特性进行了对比。结果表明,对于TE波,等离子体柱阵列对金属板的散射衰减与等离子体层对金属板的散射衰减相差不大;对于TM波,柱阵列的散射衰减要大于等离子体层的散射衰减,因此,利用等离子体柱阵列覆盖目标来实现目标隐身是完全可行的。     

等离子体与电磁波相互作用FDTD 数值模拟

围绕等离子体与电磁波相互作用的问题,将气体分子动力学与电磁场理论相结合,基于玻尔兹曼方程和麦克斯韦方程建立了等离子体与电磁波相互作用自洽模型,为了对模型进行验证,将该方法与经典的电流密度卷积时域有限差分法进行对比,以一维情况下电磁波由自由空间向等离子体内传播为例,应用时域有限差分法对二者进行了数值仿真,仿真结果证明了所建立模型的正确性。此外,基于该模型仿真分析了等离子体参数对电磁波在等离子体中传播的影响,为等离子体与电磁波相互作用的研究提供了一种新思路和新方法。     

激光等离子体的辐射与自吸收现象研究

脉冲强激光辐照固体靶材时,会讯速地在靶材表面形成一个高高压的等离子体区哉。该等离子体区域在吸收入射激光的同时,会发出很强的紫外以至ｘ光辐射,它们与靶材有着更强的耦合。本文给出了等离子体中辐射传输的微分方程,并通过对等离子体中辐射和自吸收现象进行讨论,给出了在考虑再辐射效应时,等离子体辐射能流与等离子体参数及激光参数的关系。     

朗缪尔探针诊断脉冲激光锡等离子体特性

激光作用锡靶等离子体极紫外光转换效率与等离子体特性密切相关。为了对等离子体特性进行诊断,设计了一种用于激光等离子体诊断的朗缪尔探针,取得了不同激光能量下产生的锡等离子体电子温度与电子密度的时间演化。结果表明,能量为58.1mJ的激光产生的等离子体峰值电子密度约为4.5×1011cm-3,最大电子温度为16.5eV,均随激光能量减少而降低,与发射光谱法所测的电子温度演化趋势一致。该研究为激光等离子体极紫外光源提供了一种新的简单快速诊断方法,有利于对激光等离子体的极紫外光源的参量进行优化。     

再入段等离子体对弹头RCS的影响研究

在分析等离子体对电磁波衰减机理的基础上,研究了再入段弹头周围包覆等离子体对雷达散射截面(Radar CrossSection,RCS)的影响。推导计算了再入段等离子体参数,借助电磁仿真软件FEKO,利用快速多极子与物理光学法相结合的方法对等离子体参数影响目标RCS的情况进行了实验仿真。仿真结果表明,再入段弹头包覆一定厚度的等离子体时RCS值比没有包覆等离子体的RCS值有所降低,给反导系统目标探测与弹道导弹突防带来一定的影响。     

磁化等离子体涂覆目标散射特性的FDTD方法

基于分段线性递归卷积法(PLRC)把时域有限差分方法(FDTD)推广应用于三维各向异性磁化等离子体中,给出了三维计算公式,并且和电流密度卷积时域有限差分方法(JEC-FDTD)进行了对比,结果表明PLRC方法更精确.计算了磁化等离子体覆盖球锥体的双站雷达散射截面(RCS)与无涂敷以及涂敷非磁化等离子体球锥体的散射特性进行了对比,结果表明磁化等离子体有更加独特的特性.其隐身效果优于非磁化等离子体.     

激光照射固体颗粒时等离子体的形成与加热

用电学方法使固体氫化锂小粒悬浮在真空中透镜的焦点处,在此处Q开关激光器的聚焦光束将小粒蒸发,电离并加热最后形成的等离子体,产生了高能、球形对称的自由等离子体。为了计算等离子体的时间发展,已研究出一种两个温度的积分相似性模型,由它得出的等离子体能量与实验值很一致。电荷集电器与膨胀速度的测定表明等离子体的膨胀是球形对称的,且与计算时的假设一样,其速度分布图为线性的。对辐射谱线的研究表明,在等离子体中发生了某些复合,而由质谱仪测得,在等离子体能量超过100电子仗特时,等离子体主要由Li3+与H+组成。 进行了一系列计算,以确定获得最大等离子体能量和一定能量下获得最大等离子体数量所需的最佳条件,即最佳小粒半径、焦斑大小,脉沖持续时间和激光峰值功率。根据这些计算可知,用10焦耳、0.1毫微秒的激光脉沖可以获得的等离子体能量的平均值超过5千电子仗。为进行产生高能等离子体的实验,正在研制具有这些特性的激光器系统。     

等离子体对抗制导武器的探析

阐述了等离子体的基本概念,给出产生等离子体的常用方式,从等离子体对电磁波折射、吸收和反射的角度分析了等离子体对抗制导武器的理论依据。提出了利用机载等离子体发生器产生的等离子体对抗制导武器的构想,并对对抗机理进行了研究。     

磁约束放电等离子体电抗特性的研究

介绍了一种测量等离子体电抗的方法,并对横向磁场影响下等离子体电抗特性进行了研究,理论分析与实验曲线拟合得很好。     

不同焊接模式下的A304不锈钢YAG激光焊等离子体的电信号特征

提出一种无源电检测装置,对A304不锈钢YAG激光焊接过程中的等离子体电信号进行检测,并利用高速摄像机对等离子体的形态进行观察。结果表明,不同焊接模式下的等离子体电信号具有不同的时域特征。对不同焊接模式下的等离子体电信号特征进行理论与试验分析,发现等离子体电信号受等离子体效应和鞘层效应的共同影响;小孔的形成与否是造成不同焊接模式下等离子体电信号特征不同的决定性因素。     

激光器

给出了铜蒸气激光器放电电路各参数的表达式及取值。与铜蒸气激光器动力学模型相结合,讨论了铜蒸气激光器动力学过程中由于放电管内等离子体参数的变化引起等离子体阻抗动态演变过程,并与采用固定等离子体参数的等离子体阻抗进行了比较。参5     

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。     

基于激光等离子体的反导技术研究

描述了等离子体的基本概念及激光等离子体的产生,阐述了等离子体对电磁波的反射、吸收和折射原理。提出了利用机载激光武器产生的等离子体对雷达制导武器进行干扰的设想,并对反导机理进行了分析。     

各向异性磁化等离子体的ZT-FDTD算法

把运用于处理各向同性媒质的基于z变换形式的时域有限差分(ZT-FDTD)方法进行拓展,用它处理了各向异性磁化等离子体的电磁问题,给出了该方法用于各向异性磁化等离子体的递推计算公式,计算了各向异性磁化等离子体层对电磁波的反射系数和透射系数,计算结果与解析解及分段线性递归卷积FDTD(PLRC-FDTD)方法结果比较,吻合很好,从而验证了该方法用于各向异性磁化等离子体的高效性和高精度.最后,用此方法计算了各向异性磁化等离子体圆柱的后向散射宽度.该文研究结果可应用于等离子体天线等领域.     

均匀非磁化等离子体对电磁波吸收特性的影响

基于"黑障"问题,建立了"自由空间-等离子体层-自由空间"三层结构的物理模型.在此模型的基础上利用解析方法进行仿真,研究在不同厚度等离子体层的前提下,等离子体吸收率与电磁波频率之间的关系.分别改变等离子体中电子密度、外加磁场强度以及电子碰撞频率,研究等离子体层对左旋及右旋圆极化波的吸收情况以及电磁波在等离子体中单程衰减...     

声学法测量激光等离子体能量的研究

本文利用激光等离子体声波对高功率脉冲激光与材料相互作用过程进行了测量,首次得到了一定条件下几种材料的激光等离子体能量值。     

陶瓷激光增材制造等离子体特征与成形缺陷的相关性研究

光谱强度与电子密度是陶瓷激光增材制造等离子体的两个重要特征。孔隙裂纹缺陷直接影响着陶瓷件的性能。搭建了等离子体监测平台,采用阈值分割法对孔隙缺陷进行提取。通过分析等离子体羽辉和谱线特征来研究工艺参数对等离子体谱线强度和电子密度的影响,得出了等离子体特征与成形缺陷具有相关性这一结论。试验结果表明:与金属材料相比,氧化铝陶瓷蒸气电离形成的等离子体羽辉喷发得更高,面积更大;等离子体谱线强度随激光功率和扫描速度的增大而升高,随送粉速率的增大而降低;电子密度随激光功率、扫描速度和送粉速率的增大而升高;在成形过程中,等离子体谱线强度、电子密度与孔隙、裂纹这两类成形缺陷均具有强相关性。     

激光深熔焊等离子体波动特征光电信号分析

利用无源电探针检测装置,对A304不锈钢YAG激光焊接过程中的等离子体电信号进行了检测,并且同步触发高速摄像装置,对等离子体的形态进行记录。对等离子体高速摄像图片与电信号进行了时域对比分析,发现电信号电压波动特征与等离子体形态波动特征吻合较好。对一定时间长度内的电信号进行功率谱密度(PSD)分析,发现电信号PSD图中特征峰值对应的频率与等离子体形态波动频率基本一致。结果表明,等离子体的形态波动、电信号的波动特征与小孔的行为具有很强的关联性。这种波动特征受到焊接参数的影响,波动频率随着激光热输入的增大而减小。     

电磁波在二维等离子体光子晶体中的传播特性研究

采用时域有限差分的方法研究了电磁波在二维等离子体光子晶体中的传输特性.主要讨论了等离子体柱半径与晶格常数的比值,光子晶体的周期数以及不同晶格结构对TM极化入射波和TE极化入射波传输特性的影响,计算得出了电磁波入射等离子体光子晶体的透射系数,并对结果进行了分析.研究发现,通过改变等离子体光子晶体的结构参数,诸如等离子体柱半径与晶格常数的比值以及等离子体光子晶体的周期数,均可有效控制等离子体光子晶体的电磁性质.     

激光诱导铝合金等离子体的时间演化过程研究

为了深入研究激光诱导等离子体的物理特性,提高激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的测量精度和可靠性,对激光诱导等离子体的时间演化过程进行了实验研究。采用ICCD相机对激光诱导铝合金等离子体进行快速成像,发现激光诱导铝合金等离子体的寿命大约为30μs,等离子体呈现明显的分层结构,并且不同区域的面积和温度在等离子体的时间演化过程中呈现不同的特征。通过玻尔兹曼斜线法和Stark展宽法计算了铝合金等离子体电子温度和电子数密度的时间演化规律。实验结果表明,等离子体的电子激发温度在6000K~9000K之间,且前3μs下降较快;等离子体电子数密度为1017 cm-3量级,并随ICCD探测延迟时间缓慢降低。等离子体电子温度和电子数密度的时间演化规律与ICCD相机快速成像结果一致。