磁化等离子体对平面电磁波吸收特性的数值研究与全波仿真

研究了平面电磁波在磁化、稳定、二维、非均匀等离子体中的传播特性;采用等效输入阻抗方法计算非均匀磁化等离子体层对不同模式入射电磁波的功率吸收情况。结果表明,电子数密度、碰撞频率和外磁场大小是等离子体对电磁波功率吸收的主要影响因素。采用等效介电常数的方法模拟等离子体特性,代入有限元软件进行平面电磁波入射等离子体仿真,得到了非寻常波与右旋极化波的吸收特性。根据数值计算和全波仿真结果可知,当等离子体密度为1017 m-3、碰撞频率2.5 GHz、外加磁场的磁感应强度为0.15 T时,磁化等离子体对电磁波有强烈的吸收特性。     

电磁波与非磁化等离子体的相互作用

研究了频率为0．5-10HGz的电磁波在非磁化等离子体中的传播。在厚度为10cm的、密度n=10^10或10^11cm^-3的均匀和密度分布n=n0exp[2(z/d-1)]非均匀的等离子体中，计算了等离子体中的电子与中性气体的碰撞频率为0．1-10GHz间的电磁波的反射功率，吸收功率 透射功率的变化。结果表明当等离子体密度比较大（n=10^11cm^-3)、电子与中性气体的碰撞频率比较大时，无论是均匀还是非均匀等离子体对电磁波能量的吸收都比较大，最大可达90％。     

电磁波在非均匀等离子体中的吸收

研究了电磁波在非均匀碰撞等离子体中的传播和吸收,提出了一种计算电磁波在非均匀等离子体层中反射和透射功率的模型。对几种典型的非均匀密度剖面,计算了在不同的碰撞频率和层边缘密度下电磁波衰减率与电磁波频率的关系,结果表明,对于给定的密度剖面和有效吸收频宽,存在一个最佳的磁撞频率。     

磁化碰撞等离子体对雷达波的共振吸收

使用平板几何对雷达工作频段的电磁波在磁化碰撞等离子体中的传播作了数值计算,计算结果表明,在均匀等离子体中,当等离子体碰撞频率f∞=0.1,0.5,1GHz及电磁波频率接近高混杂频率时,电磁波衰减和被吸收功率出现最大峰值,即出现共振吸收;当fen=1,10GHz时,电磁波衰减、被吸收功率和透射功率曲线变得很平坦;衰减和吸收功率随等离子体密度的增大而增大,在n=10^11cm^-3时,衰减可达100dB,吸收比可达80％。在非均匀等离子体中,电磁波的反射功率峰值比在均匀等离子体中大。因此,磁化均匀等郭了体更有利于等离子体隐身。     

等离子体对高功率微波的防护

提出了用等离子体防护高功率微波破坏电子设备的方法。建立了“介质层-等离子体层-介质层-等离子体层”的反射/吸收模型,其中两层均匀非磁化等离子体厚度各为50mm,等离子体频率为30GHz,等离子碰撞频率为70GHz。计算了微波的透射功率、防护结构的最小防护距离。计算结果表明：对功率10GW、脉冲宽度100ns、天线100m² (效率50%)的微波源产生的微波,频率小于30GHz时,将被防护装置反射;频率为31～80GHz时,防护结构的最小防护距离约为5km。     

微波电热推进器中等离子体的吸收特性

提出了一个谐振腔内微波与等离子体相互作用的简化模型。通过对格林函数并矢的渐进展开,用Fredholm矢量积分方程计算了等离子体散射区的电场分布和等离子体的吸收效率。对非均匀性,等离子体密度等素对吸收效率的影响进行了分析。     

亚密度冷等离子体的低功率激光吸收特性分析

当电子密度远低于入射小功率激光所对应的临界密度时,冷等离子体对激光的吸收特性与高密度热等离子体将有很大的差别。在亚密度冷等离子体中,电子与中性粒子间的碰撞将占主导地位,对应的频率远大于电子-离子碰撞频率,这使得碰撞吸收本质发生了变化。亚密度等离子体的电子密度和碰撞频率均较小,它在单位长度传输路径内对常用的工作在可见光、红外波段内的小功率激光的碰撞吸收可以忽略不计。但是对于非正常吸收机制的影响尚需深入研究。     

电磁波在径向非均匀球对称等离子体中的衰减

提出了一种计算任意入射角的电磁波在径向非均匀球对称等离子体中的传播和吸收的模型.在此模型中，把非均匀等离子体球分成若干个同心等离子体球壳，并且假定每一个同心壳层内等离子体密度均匀分布.采用几何光学近似方法，考虑相位系数和衰减系数的矢量性，分别研究了几种典型的非均匀密度分布形式的等离子体在不同碰撞频率、中心等离子体密度和电磁波入射角条件下对入射电磁波的传播和衰减特性，获得了一些有意义的结果. 关键词： 电磁波 碰撞频率 等离子体球 能量衰减     

б�����Ų��ڷǾ�����ײ���������е�����ͷ�������

提出碰撞吸收型等离子体的等效折射指数,重新计算了折射角,并与利用常规方法得到的折射角进行了比较。分析了等离子体密度和碰撞频率对折射角的影响。考察了斜入射电磁波在吸收型等离子体中的折射特性,并以一维非均匀碰撞吸收型等离子体为例,对斜入射电磁波的反射特性进行了考察。结果表明,等效折射指数的概念涵盖了入射角度的影响,在考察斜入射时更准确、便捷。     

非磁化等离子体中的电子碰撞频率

电子碰撞频率是非磁化等离子体的一个重要参数,它对等离子体与电磁波相互作用的性质具有较大影响。基于产生等离子体的气压条件不同,其电子碰撞频率具有较大变化范围。研究了它对非磁化等离子体吸波能力的影响,得出了当电子碰撞频率与等离子体频率和入射波频率相当时,等离子体对电磁波具有较大吸收的结论,给出了对应于最大吸收的最佳碰撞频率值。分析了通过选择放电气体来调整等离子体的电子碰撞频率。     

�ǴŻ�����������������ĵ�Ų�ɢ�����Է���

The characteristic of electromagnetic scattering by plasma cylinder is researched in this paper. Scattered fields of the parallel-polarized wave and vertical-polarized wave by plasma cylinder are calculated and analyzed. The calculated results show that the higher the electron density, is the greater the scattering intensity in the outside of the cylinder and the higher the plasma frequency of collision, is the smaller the scattering intensity in the outside of the column. In addition, the electromagnetic wave polarization and frequency of the incident wave also have a significant impact on the scattering intensity of electromagnetic waves, the vertically polarized wave is more likely to be scattered, and the lower frequency of the incident wave is also easier to scattering. These have certain reference value for designing and studying of the plasma antenna.     

Microwave method for the measurement of the relative phase and relative amplitude of the variations of the electron density and collision frequency in a plasma

A microwave diagnostic method is developed to study the amplitude variations of electron density and collision frequency and the phase difference between these two variables in a weakly-ionized gaseous plasma. The method is utilized to study the perturbations of a nitrogen positive column through which an acoustic wave is propagating.     

进气道内衬筒形等离子体隐身性能三维模拟

针对飞机进气道等离子体隐身问题,建立了三维筒形进气道模型,采用有限元求解波动方程,计算了腔体内壁覆盖均匀等离子体时的雷达散射截面。研究表明:腔体内覆盖等离子体时可以有效吸收入射电磁波能量;吸收随电磁波频率增加而减弱,但由于腔体结构作用,会存在几个吸收峰;吸收随电子数密度增加而增强,但电子数密度过高时,吸收效果会变差;最佳碰撞频率虽然与电磁波频率和电子数密度有关,但其值可约为9GHz;吸收随等离子体厚度增加而变大,但在较大电子数密度时,由于电磁波在等离子体与空气交界面处反射导致厚度增加,从而使得吸收变小;选取合适的入射角度和等离子体数密度可以在1~3GHz频段实现明显的隐身效果。     

Scattering of light waves by electron electrostatic waves in laser produced plasmas

The propagation of light waves in an underdense plasma is studied using one-dimensional Vlasov-Maxwell numerical simulation.It is found that the light waves can be scattered by electron plasma waves as well as other heavily and weakly damping electron wave modes,corresponding to stimulated Raman and Brilluoin-like scatterings.The stimulated electron acoustic wave scattering is also observed as a high scattering level.High frequency plasma wave scattering is also observed.These electron electrostatic wave modes are due to a non-thermal electron distribution produced by the wave-particle interactions.The collision effects on stimulated electron acoustic wave and the laser intensity effects on the scattering spectra are also investigated.     

瞬变等离子体微波诊断初步研究

采用微波诊断技术对气压300 Pa,S波段HPM条件下形成的低温、弱电离、非均匀和强碰撞大气等离子体特性参数开展了初步诊断研究。获取了9~15 GHz连续波穿过HPM等离子体区域的透射波形,并对波形进行了归一化处理;通过不同频率微波的透射特性,假设等离子体电子数密度分布呈Epstein分布,分析了可能的电子数密度最大值。该研究成果的获取为HPM大气等离子体在隐身、阻断信息链等方面的应用提供了重要的技术支撑。     

金属平板前等离子体的电磁波功率反射系数计算分析

把金属平板前非均匀等离子体层简化为分层均匀的平板模型，采用等效输入阻抗方法，计算大气或真空边界入射波的总功率反射系数，分析其影响因素.计算结果表明：电子数密度大 小、等离子体层厚度、入射波频率和入射角是功率反射系数的主要影响因素，适当调整其中任何一个，都可以达到降低功率反射系数的效果.在低频段，电子数密度的分布对功率反射系数几乎没有影响；在高频段，电子数密度的分布对功率反射系数有影响.等离子体厚度、入射波频率、电子数密度分布对功率反射系数的影响几乎与波的极化方向无关. 关键词： 等离子体 电磁波 传输     

Dependence on the scattering angle of the electron temperature and electron density in thomson-scattering measurements on an atmospheric-pressure plasma jet

Electron temperature and electron density measurements were made in an atmospheric-pressure argon plasma jet by line-shape analysis of Thomson-scattered laser light. The dependence of electron temperature and electron density on the scattering angle was investigated. Measurements were made using incident laser wavelengths of 532 and 355 nm. At 532 nm, the electron-ion collision frequency exceeds the Landau damping rate for shallow scattering angles, and the electron plasma wave resonance structure in the Thomson line shape is broadened. This resulted in dramatic increase in the apparent electron temperature as a function of decreasing scattering angle. At 355 nm, collisions do not affect the Thomson line shape. In this case, an angular dependence of the measured electron temperature is not expected and was not observed. Data taken at 532 nm at larger scattering angles are consistent with the 355-nm results, and show that the electrons are not in thermodynamic equilibrium with the heavy particles.     

Attenuation properties of EM wave by magnetized nonuniform plasma slab coated on perfect conductor plane

The total amplitude reflection coefficient of EM wave in a nonuniform plasma slab coated on perfect conductor plane is newly derived by using the scattering matrix method (SMM), and the attenuation is calculated. Three types of plasma electron density profile, that is the hyperbolic, sinusoidal, and linear profiles, are used. The external magnetic field and plasma parameters such as the maximum electron density and collision frequencies are discussed to calculate the attenuation of EM wave. The calculation results show that the plasma electron density profile and maximum electron density exert a large effect to the attenuation of EM wave and the attenuation under the uniform external magnetic field is taken place by the electron cyclotron resonance absorption, the up hybrid resonance absorption and geometric resonances absorption.     

太赫兹波在飞行器等离子体鞘套中的传输特性

针对临近空间飞行器的黑障问题,根据模拟的RAM C-Ⅲ飞行器周围的流场分布结果,计算了等离子体电子密度和碰撞频率,并根据其分布建立了非均匀的等离子体模型。在此基础上,利用散射矩阵方法分析了太赫兹波在等离子体中的传输特性随着等离子体密度、等离子体厚度、等离子体碰撞频率的变化以及外加磁场对传输特性的影响。结果表明,太赫兹波的传输损耗随着等离子体电子密度和等离子体厚度的增加而增加,而碰撞频率的增加会使得透射率先减小后增加。在外加磁场的作用下,左旋太赫兹波的传输特性会得到改善;而对于右旋太赫兹波,磁场的施加会引入吸收峰,并且随着磁感应强度的增加向高频方向移动。