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时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性

陈伟 郭立新 李江挺 淡荔

时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性

陈伟, 郭立新, 李江挺, 淡荔
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  • 高超声速飞行器再入地面的过程中,其周围等离子体的电子密度是非均匀且随时间变化的. 对于不同的再入高度,飞行器周围的温度和压强也会发生改变. 因此,研究电磁波在时空非均匀等离子体鞘套中的传播特性意义重大. 首先建立了时变非均匀的等离子体鞘套模型,然后通过经验公式得到温度、压强与碰撞频率三者的关系. 采用时域有限差分方法计算了太赫兹波段中不同电子密度弛豫时间、温度、压强时的反射系数、透射系数和吸收率. 研究结果表明:在太赫兹波段中,电子密度的弛豫时间越长,温度越高,压强越大,电磁波越容易穿透等离子体;弛豫时间越短,温度越低,压强越小,等离子体对电磁波吸收率的变化越明显. 这些结果为解决黑障问题提供了理论依据.
      通信作者: 郭立新, lxguo@xidian.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61431010,61301065)和国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号:61621005)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-12
  • 修回日期:  2017-01-13
  • 刊出日期:  2017-04-05

时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性

  • 1. 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 西安 710071
  • 通信作者: 郭立新, lxguo@xidian.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61431010,61301065)和国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号:61621005)资助的课题.

摘要: 高超声速飞行器再入地面的过程中,其周围等离子体的电子密度是非均匀且随时间变化的. 对于不同的再入高度,飞行器周围的温度和压强也会发生改变. 因此,研究电磁波在时空非均匀等离子体鞘套中的传播特性意义重大. 首先建立了时变非均匀的等离子体鞘套模型,然后通过经验公式得到温度、压强与碰撞频率三者的关系. 采用时域有限差分方法计算了太赫兹波段中不同电子密度弛豫时间、温度、压强时的反射系数、透射系数和吸收率. 研究结果表明:在太赫兹波段中,电子密度的弛豫时间越长,温度越高,压强越大,电磁波越容易穿透等离子体;弛豫时间越短,温度越低,压强越小,等离子体对电磁波吸收率的变化越明显. 这些结果为解决黑障问题提供了理论依据.

English Abstract

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