等离子体鞘套低频通信电磁波透射率与辐照微波场强关系仿真研究

作     者：陈煜青 王蕾 赵立山 贺军涛 Chen Yuqing;Wang Lei;Zhao Lishan;He Juntao

作者机构：国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2023年第35卷第8期

页      面：156-162页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070204[理学-等离子体物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国防科技大学前沿交叉学科学院重大基础自主研究项目(ZDJC19-11) 国防科技大学前沿交叉学科学院自主科研基金项目(22-ZZKY-07) 国家自然科学基金项目(12205369) 

主　　题：高超声速飞行器 等离子体鞘套 黑障 微波 耦合仿真 

摘      要：高超声速飞行器飞行期间,由于表面激波的影响,飞行器表面会生成等离子体鞘套。等离子体鞘套会吸收、反射和散射电磁波,导致通信信号发生衰减甚至中断,从而形成“黑障问题。理论上来说,等离子体鞘套与微波的相互作用随微波电场幅值的变化呈现非线性,所以可能存在一个合适的电场幅值和辐照时间区间,使等离子体鞘套的电磁波透射率上升。针对这种可能性,采用有限元分析方法,对飞行器表面等离子体鞘套流场与电磁场进行二维耦合仿真,得到微波照射后等离子体鞘套透射率的改变情况。分别使用电场幅值为5×10^(4)、1×10^(5)、2.5×10^(5)、5×10^(5) V·m^(−1)的微波对等离子体鞘套进行30 ns的辐照,在辐照后等离子体鞘套对1.2 GHz和1.6 GHz的电磁波的最大透射率提升,为解决“黑障问题提供了新的可能。