›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (1): 111-116.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0020

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再入航天器表面亚波长等离子体薄层对微波信号影响效应研究

 王志斌1,2,*, 孔繁荣3, 鄂鹏1, 梁银川4, 赵媛4   

  1. 1哈尔滨工业大学空间基础科学研究中心,哈尔滨150001
    2哈尔滨工业大学物理系,哈尔滨150001
    3哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨150001
    4中国空间技术研究院,北京  100094
  • 收稿日期:2016-08-23 修回日期:2016-11-21 出版日期:2017-02-25 发布日期:2017-01-24
  • 作者简介:*通讯作者:王志斌(1985-),男,博士,助理研究员,wangzhibin@hit.edu.cn,研究方向为等离子体与电磁波相互作用、低温等离子体的数值模拟与实验等
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(51577043,11405038);中国航天科技集团公司CAST基金(JZ20140005)

Dumpingeffectofmicrowavesignalinplasmaslabswithsub-wavelengthcharacteristicsaroundspacecraft

 WANG  Zhi-Bin1,2,*,KONG  Fan-Rong3,  E  Peng1, LIANG  Yin-Chuan4,ZHAO  Yuan4   

  1. 1LaboratoryforSpaceEnvironmentandPhysicalSciences,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China〖JP〗
    2DepartmentofPhysics,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China
    3SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China
    4ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100094,China
  • Received:2016-08-23 Revised:2016-11-21 Online:2017-02-25 Published:2017-01-24

摘要: 为了建立电磁波在亚波长等离子体薄层中传播的物理数学模型,并针对通信频段的电磁波,研究电磁波在再入航天器表面等离子体薄层中的透射问题,相关研究成果可为再入航天器通信“黑障”现象研究提供理论基础。模型从麦克斯韦方程组出发,采用微分薄层法进行数值求解,获得了不同等离子体密度条件下亚波长等离子体中目标电磁波的透射特性及传播规律,揭示了截止反射效应和碰撞吸收效应在其中发挥的作用。本研究对于深入了解亚波长碰撞等离子体薄层中电磁波的传播过程具有意义。

关键词: 等离子体, 亚波长, 微波, 强碰撞, 再入航天器

Abstract: Aphysicalmodelforthepropagationcharacteristicsofelectromagneticwavesinthesub-wavelengthplasmawasestablished.Thetransmissionofelectromagneticwavesinthethin-layersurfaceofthereentryspacecraftwasstudiedfortheelectromagneticwaveinthecommunicationfrequencyband.TheproposedmodelwasbasedontheMaxwell′sequations,andadifferentialthinlayermethodwasusedtosolvetheproblem.Thetransmissioncharacteristicsandpropagationlawsoftheelectromagneticwaveinsubwavelengthplasmawereobtainedunderdifferentplasmadensities.Theeffectsofthecutoffreflectionandthecollisionalabsorptionwererevealed.Thisstudyisofgreatsignificanceforunderstandingthepropagationcharacteristicsofelectromagneticwavesinsub-wavelengthcollisionalplasmas.

Key words: plasma, sub-wavelength, microwave, strongcollision, reentryspacecraft