• 中文核心期刊要目总览
  • 中国科技核心期刊
  • 中国科学引文数据库(CSCD)
  • 中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)
  • 中国学术期刊文摘数据库(CSAD)
  • 中国学术期刊(网络版)(CNKI)
  • 中文科技期刊数据库
  • 万方数据知识服务平台
  • 中国超星期刊域出版平台
  • 国家科技学术期刊开放平台
  • 荷兰文摘与引文数据库(SCOPUS)
  • 日本科学技术振兴机构数据库(JST)

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

微信公众号

相对运动等离子体平板与电磁波相互作用研究

满良 邓浩川 薄勇 肖志河 杨利霞

满良,邓浩川,薄勇,等. 相对运动等离子体平板与电磁波相互作用研究[J]. 电波科学学报,xxxx,x(x): x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2022003
引用本文: 满良,邓浩川,薄勇,等. 相对运动等离子体平板与电磁波相互作用研究[J]. 电波科学学报,xxxx,x(x): x-xx. DOI: 10.12265/j.cjors.2022003
MAN L, BO Y, DENG H C, et al. Interaction between relative moving plasma plate and electromagnetic wave[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,x(x): x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2022003
Citation: MAN L, BO Y, DENG H C, et al. Interaction between relative moving plasma plate and electromagnetic wave[J]. Chinese journal of radio science,xxxx,x(x): x-xx. (in Chinese). DOI: 10.12265/j.cjors.2022003

相对运动等离子体平板与电磁波相互作用研究

doi: 10.12265/j.cjors.2022003
基金项目: 国家自然科学基金(62071003, 41874174, 61901004);国家国防科工局基础研究重点项目(稳定支持项目);安徽高校自然科学研究项目(KJ2020A0024);安徽省重点科研平台协同创新项目(GXXT-2020-050);安徽省高校协同创新计划项目(GXXT-2021-028);脉冲功率激光技术国家重点实验室开放研究基金(AHL 2020 KF04);计算智能与信号处理教育部重点实验室开放课题(2020A008)
详细信息
    作者简介:

    满良:(1989—),男,北京人,中国航天科工集团有限公司第二研究院电磁散射重点实验室工程师,博士研究生,研究方向为电磁散射与逆散射

    邓浩川:(1985—),男,北京人,中国航天科工集团有限公司第二研究院电磁散射重点实验室高级工程师,博士,研究方向为电磁散射与逆散射

    薄勇:(1989—),男,山东人,安徽大学电子信息工程学院讲师,博士,研究方向为电磁散射与逆散射、低温等离子体技术与应用

    杨利霞:(1975—),男,湖北人,安徽大学电子信息工程学院教授,博士,研究方向为电磁散射与逆散射、无线通信系统中的天线理论与设计

    通讯作者:

    杨利霞 E-mail: lixiayang@yeah.net

  • 中图分类号: O441/V11

Interaction between relative moving plasma plate and electromagnetic wave

  • 摘要: 高超声速飞行器在飞行过程中,由于高温高压的作用,会在飞行器表面形成一层等离子体鞘层,飞行器及其等离子体鞘层相对于地面测控中心做高速相对运动,对目标物电磁回波会带来严重影响. 此外,等离子体鞘层的时变特性,也会对目标物雷达回波进行调制,使测控中心难以识别、跟踪目标. 本文利用Lorentz-FDTD方法研究了相对运动等离子体鞘层与电磁波之间的相互作用,并分析了等离子体鞘层的相对运动特性和时变特性对电磁波造成的影响,发现运动的时变等离子体除了对电磁波造成多普勒频移外,还会对入射波频谱进行调制.
  • 图  1  Lorentz-FDTD算法计算运动目标电磁问题流程图

    Fig.  1  Flowchart of Lorentz-FDTD algorithm for electromagnetic problems of moving targets

    图  2  电磁波与相对运动等离子体相互作用一维仿真模型

    Fig.  2  One-dimensional simulation model of interaction between electromagnetic wave and relative moving plasma

    图  3  不同运动速度下的相对运动等离子体层反射波频谱

    Fig.  3  Spectrum of reflected waves in relative moving plasma layer at different velocities

    图  4  不同电子密度下的相对运动等离子体层反射波频谱

    Fig.  4  Spectrum of reflected waves in relative motion plasma layer at different electron densities

    图  5  不同碰撞频率下的等离子体层反射波频谱

    Fig.  5  Spectrum of reflected waves in plasma layer at different collision frequencies

    图  6  不同厚度下的运动等离子体层反射波频谱

    Fig.  6  Spectrum of reflected waves in moving plasma layer with different thicknesses

    图  7  时变运动等离子体电子密度随时间变化

    Fig.  7  Variation of electron density of time-varying moving plasma vs. time

    图  8  周期时变运动等离子体反射的电磁波包络图

    Fig.  8  Envelope diagram of electromagnetic wave reflected from periodically time-varying moving plasma

    图  9  不同运动速度的时变运动等离子体反射电磁波频谱

    Fig.  9  The electromagnetic spectrum reflected by time-varying moving plasma at different velocities

    图  10  非均匀时变等离子体电子密度分布

    Fig.  10  Electron density distribution in inhomogeneous time-varying plasma

    图  11  d=0.1 m处电子密度随时间变化曲线(a)和时间t=250 ns时,电子密度随空间的变化曲线(b)

    Fig.  11  (a) The Curve of electron density vs time at D =0.1m; (b) The curve of electron density vs space at time t=250ns

    图  12  非周期时变运动等离子体反射的电磁波包络图

    Fig.  12  Envelope diagram of electromagnetic wave reflected from aperiodically time-varying moving plasma

    图  13  不同运动速度下非均匀时变等离子体层反射波频谱

    Fig.  13  Spectrum of reflected waves in inhomogeneous time-varying plasma layers at different velocities

  • [1] ZHENG K S, LI Y J, QIN S T, et al. Analysis of micromotion characteristics from moving conical-shaped targets using the Lorentz-FDTD method[J]. IEEE transactions on antennas and propagation,2019,67(11):7174-7180. DOI: 10.1109/TAP.2019.2927625
    [2] ZHENG K S, LI Y J, XU L F, et al. Electromagnetic properties of a complex pyramid-shaped target moving at high speed[J]. IEEE transactions on antennas and propagation,2018,66(12):7472-7477. DOI: 10.1109/TAP.2018.2872164
    [3] ZHENG K S, LIU X P, MU Z. Analysis of scattering fields from moving multilayered dielectric slab illuminated by an impulse source[J]. IEEE antenna and wireless propagation letters,2017,16:2130-2134. DOI: 10.1109/LAWP.2017.2700038
    [4] ZHENG K S, LI J, WEI G, et al. Analysis of Doppler effect of moving conducting surfaces with Lorentz-FDTD method[J]. Journal of electromagnetic waves and application,2013,27(2):149-159. DOI: 10.1080/09205071.2013.741042
    [5] ZHENG K S, MU Z M, LUO H, et al. Electromagnetic properties from moving dielectric in high speed with Lorentz-FDTD[J]. IEEE antennas and wireless propagation letters,2016,15:934-937. DOI: 10.1109/LAWP.2015.2481933
    [6] KUANG L, XU F, ZHU S Z, et al. Relativistic FDTD analysis of far-field scattering of a high-speed moving object[J]. IEEE antennas and wireless propagation letters,2015,14:879-882. DOI: 10.1109/LAWP.2014.2382667
    [7] TAFLOVE A, BRODWIN M E. Numerical solution of steady-state electromagnetic scattering problems using the time-dependent Maxwell’s equations[J]. IEEE transactions on microwave theory and techniques,1975,23(8):623-630. DOI: 10.1109/TMTT.1975.1128640
    [8] TAFLOVE A, HAGNESS S C. Computational electrodynamics: the finite-difference time-domain method[M]. 3rd ed. Norwood: Artech House, 2005.
    [9] SAHRANI S, KURODA M. Numerical analysis of the electromagnetic wave scattering from a moving dielectric body by overset grid generation method[C]// Proceedings of the IEEE Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics (APACE). Melaka, December 2012: 11-13.
    [10] KISTLER A L. Fluctuation measurements in a supersonic turbulent boundary layer[J]. The physics of fluids,1959,2(3):1-10.
    [11] DEMETRIADES A. Electron fluctuations in an equilibrium turbulent plasma[J]. Technical notes,1964,2(7):1347-1349.
    [12] LIN T C, SPROUL L K. Influence of reentry turbulent plasma fluctuation on EM wave propagation[J]. Computers and fluids,2006,35(7):703-711. DOI: 10.1016/j.compfluid.2006.01.009
    [13] DEMETRIADES A, GRABOW A. Mean and fluctuating electron density in equilibrium turbulent boundary layers[J]. AIAA journal,1971,9(8):1533-1538. DOI: 10.2514/3.49956
    [14] POTTER D L. Introduction of the PIRATE program for parametric reentry vehicle plasma effects studies[C]// The 37th AIAA Plasma dynamics and Lasers Conference. San Francisco: 2006: 1-11.
    [15] JOSHI C, CLAYTON C, MARSH K, et al. Demonstration of the frequency upshifting of microwave radiation by rapid plasma creation[J]. IEEE transactions on plasma science,1990,18(5):814-818. DOI: 10.1109/27.62347
    [16] JIANG C. Wave propagation and dipole radiation in a suddenly created plasma[J]. IEEE transactions on antennas and propagation,1975,23(1):83-90. DOI: 10.1109/TAP.1975.1141007
    [17] OHLER S G, GILCHRIST B E, GALLIMORE A D. Electromagnetic signal modification in a localized high-speed plasma flow : simulations and experimental validation of a stationary plasma thruster[J]. IEEE transactions on plasma science,1999,27(2):587-594. DOI: 10.1109/27.772290
    [18] ZHANG J, FU H Y, SCALES W. FDTD analysis of propagation and absorption innonuniform anisotropic magnetized plasma slab[J]. EEE transactions on plasma science,2018,46(6):2146-2154. DOI: 10.1109/TPS.2018.2830416
    [19] 葛德彪, 闫玉波. 电磁波时域有限差分方法[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2005.
    [20] KONG J A. 电磁波理论[M]. 吴季, 等译. 北京: 电子工业出版社, 2003.
    [21] 胡红军, 刘军, 马明. 雷达和USB在黑障区对返回舱捕获跟踪分析研究[J]. 测控与通信,2006(3):49-53.
  • 加载中
图(13)
计量
  • 文章访问数:  80
  • HTML全文浏览量:  28
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-04
  • 录用日期:  2022-04-14
  • 网络出版日期:  2022-04-14

目录

    /

    返回文章
    返回