空间等离子体云超视距电波传播特性研究

通过在电离层中释放易电离金属物质人工生成空间等离子体云,可形成无线电波超视距传播的人工信道. 基于人工空间等离子体云信道,可解决短波系统依赖于电离层状态的“靠天吃饭”问题,提升短波通信系统的抗干扰能力;亦可突破电离层的自然条件限制,拓展超视距传输的电磁频段范围,实现电波传播的新质能力. 本文研究了Sm蒸气在电离层中的物理化学过程,建立了电离层Sm释放物理模型;仿真了空间等离子体云时空演化过程,利用射线追踪方法研究了空间等离子体云的超视距电波特性;建立了空间等离子体云全生命周期超视距散射模型,根据人工等离子体云电子密度强度及分布特性,将几何绕射理论引入人工等离子体云散射场的计算,研究了等离子体云地面散射场的时空变化特性. 本文研究为人工空间等离子云超视距信息传输技术研究奠定了坚实基础.

     

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。     

平面波在有时变磁等离子体片空间中的传播

本文首次对平面波在有时变磁等离子体片的自由空间中的传播进行了分析。所得结果表明，沿正Ｚ轴传播的平面波（入射波）在磁等离子体片中激励起十一个波，除两个波外，其余波的频率均与入射波频率ω０不相等。其中两个沿正Ｚ轴方向传播，一个沿负Ｚ轴方向传播，这三个波的波数不变；另外八个波的波数与ω０无关，片两边的自由空间有两项场分量。当电子回旋角频率ωｃ为０时，其结论与文献［６］给出的为各向同性等离子体片时的一致；片厚ｄ→∞时，则可得到为磁等离子体半空间时的结论。     

军用高频通信进展与电波传播研究的关系

文章首先简单回顾了高频通信的发展概况，接着描述用于高频通信的预测程序和为改进高频通信而开展的传播测试研究，最后介绍与高频通信有密切关系的电离层的研究状况。     

等离子体中的涡旋电磁波传播研究

目前对涡旋电磁波的产生方法及应用已经有很多理论及实验上的研究,但对于其传播过程的研究还非常缺乏,尤其是在电离层等离子体中的传播过程的研究.本文建立了柱坐标系下的时域有限差分方法模型,推导了柱坐标系下的边界吸收方法,在此基础上计算了涡旋电磁波在真空及等离子体中的传播过程,同时模拟了等离子体密度在涡旋电磁波作用下的时空演化过程.模拟结果表明：通过阵列天线模型产生的涡旋电磁波在真空中传播时涡旋的形状不会改变;在等离子体介质中,涡旋波的传播依然遵循线性理论,当涡旋电磁波遇到截止频率的等离子体时也会有明显的反射,并产生驻波;同时,在等离子体中涡旋波依然可以保持涡旋形态;涡旋波对等离子体的线性作用使得等离子体也呈现出涡旋态,与实验中的观测相符.以上的模拟结果能为涡旋电磁波加热电离层的实验以及未来在短波通信方面的应用提供理论支持.本文建立的涡旋波在等离子体中的传播模型也为进一步研究涡旋波与等离子体的非线性相互作用打下了基础.     

基于LiDAR点云的地理电磁环境建模及仿真研究

在复杂地理环境中,不规则的地形和多样化的地表覆盖物会给电波的传播造成较大的影响.针对数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）电磁建模缺少地表覆盖物信息的不足,研究了基于LiDAR点云的地理电磁环境的建模.采用数学形态学方法对格网化后的LiDAR点云数据进行处理,从点云数据中先后提取了地物、地形的信息,在此基础上,对各种地物赋予其相匹配的电磁参数,得到了更为准确的地理电磁环境的模型,并采用抛物方程模型对有真实地表覆盖物环境下的电波传播特性进行了仿真分析.相较于传统的基于DEM的电磁建模,该电磁建模方法能够获取到地形、地物的信息,更全面地考虑到地物对电波传播特性的影响,预测结果也将更加准确有效.     

等离子体通道天线的传播特性分析

文中提出了一种用于高功率微波武器系统的激光等离子体通道天线,简单阐述了该天线的具体实现方法,根据天线的工作原理,建立了等离子体通道天线的近似电磁模型.从柱坐标系下纵向分量所满足的波动方程出发,在柱坐标系中给出了纵向场与横向场的关系,利用边界条件分别导出了非磁化和磁化等离子体通道天线最严格的特征方程,并通过在极限条件下将本文结果与文献已有结果的对比,验证了文中所导结果的正确性和有效性.最后,分别数值计算了非磁化和磁化等离子体通道天线的色散曲线,为该天线的实际应用打下坚实的理论基础.     

空间等离子体鞘层的时域特性研究

空间等离子体环境,是计算机及各类电子设备所面临的新型恶劣环境。通过将设备表面简化为平面,给出了一维粒子层模型。根据静电场理论给出了描述鞘层电位的Poisson方程、等离子体理论和Boltzmann方程,给出了粒子数密度守恒方程。通过牛顿运动定律建立了等离子体的动量方程。基于Poisson方程、粒子数密度守恒方程和等离子体动量方程建立了等离子体鞘层动力学模型。该模型可以给出航天器表面附近等离子体鞘层形成过程的时域特性,如电荷通量、充电电位随时间的变化规律,为电子设备抗空间等离子体防护技术的研究提供理论基础。     

关于等离子体对HPM传播特性影响的研究

HPM作为电磁波的一种重要形式,在传播过程中,容易受到外界干扰因素的影响。为了保证HPM能够得到有效传输,利用等离子体的特性,将HPM加入到等离子体内进行传播,不但能够起到提高HPM传播效果的目的,同时也会降低HPM在传播过程中损失。为此,我们应充分分析等离子体折射对HPM产生的重要影响,并积极分析等离子体对HPM传播特性的影响,做到正确利用等离子体提高HPM的传播质量,满足HPM传播需求,提高HPM传播质量,推动等离子体和HPM传播研究的发展。     

电波传播理论在短波广播中的应用

本文简要介绍了电波传播理论基本常识以及短波广播中的一些电波传播理论的基础知识。重点介绍了电离层以及电离层变化对短波传输的影响，同时对短波广播传输发射以及收听过程中所遇到的一些常见现象进行了理论分析。     

近距离无线通信中的电波传播特性研究

本文根据国外有关资料，对日益引起的个人通信及无线局域网通信中的近距离电波传播特性进行了较全面的分析，其范围主要包括传播环境分类，传播损耗，信号统计特性与分面模型，传播路径分析等。比较与分析结果将有益于我国个人通信系统或无线局域网的早期规划与最佳设计并为我国今后开展此项工作提供参考。     

电磁环境仿真中电波传播模型研究及仿真分析

研究了移动通信信道的电波传播损耗模型,通过对不同模型的仿真对比,指出在飞行器控制通信仿真中宜采用Longley-Rice模型的点对点模式,以适应飞行器控制通信的特殊需求。抽取航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)高程数据作为传播模型点对点模式中传播路径的详细地形剖面数据,仿真结果显示电波预测值与理论值吻合度较高。     

电波传播理论在短波广播中的应用

本文简要介绍了电波传播理论基本常识以及短波广播中的一些电波传播理论的基础知识。重点介绍了电离层以及电离层变化对短波传输的影响,同时对短波广播传输发射以及收听过程中所遇到的一些常见现象进行了理论分析。     

海上电波传播预测模型研究与仿真

研究了海上电波传播的预测模型,重点论述了抛物方程法的理论基础,详细给出了该方法下的电波传播损耗计算的模型推导和求解方法。在此基础上利用MATLAB分别对海上中性大气层结条件下的水平和垂直极化电波传播特性进行了仿真计算。仿真结果与理论研究和实际实验结论相符,说明了仿真的正确性。通过设置辐射源和大气参数进行对比仿真,具体分析了大气环境特别是蒸发波导对水平和垂直极化电波传播的影响。最后给出了需要深入研究的方面。本文的研究可为海上电波传播的研究提供有益的参考。     

电离层影响短波天波传播的仿真及实测

本文利用基于电离层的短波预测软件,结合历史监测数据,探索有利于开展短波监测工作的规律.     

等离子体鞘套中的电波传播特性研究

采用压力权函数修正的迎风型矢通量分裂格式（AUSMPW+）,求解纳维-斯托克斯（Navier-Stokes）方程组,得出不同飞行速度下等离子鞘套内的电子密度分布。基于改进的文策尔-克拉莫斯-布里渊（WKB）方法分析了电磁信号经过等离子鞘套的幅频特性,同时还给出了电磁波在鞘套中传输的相频曲线、群时延特性曲线。计算结果表明：随着飞行器速度增大,鞘套内电子密度增加,电波衰减明显增大,且电磁波在等离子鞘套中传输的相频特性受等离子体频率以及碰撞频率影响,在等离子体频率附近群时延最大。