电子教材-不同极化电磁波在等离子体中衰减特性分析

《电子教材-不同极化电磁波在等离子体中衰减特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、不同极化电磁波在等离子体中衰减特性分析1121王石，王月清，柴远波，王迎春(1．海军工程大学电子工程学院，湖北武汉430033；2．解放军信息工程学院，河南郑州450002)摘要：本文依据等离子体中电磁波的吸收衰减等方面的研究，对比垂直极化和水平极化的电场分量在等离子体中的衰减特性建立了模型，并通过仿真得到不同极化情况下的衰减曲线。关键词：等离子体；电磁波；垂直极化；水平极化中图分类号：O53文献标识码：AStudytotheelectromagneticwaveattenuationofdifferentpolarizationinPla

2、smaWANGShi，WANGYue-qing，CHAIYuan-bo，WANGYing-chun（1.ElectronicsEng.College，NavalUniv.ofEngineering，Wuhan430033；2.UniversityofInformation＆EngineeringofPLA，Zhengzhou450002）Abstract：AccordingtotheelectromagneticwaveattenuationprobleminPlasma,inthispaper,anattenuationmodelofve

3、rticalpolarizationandparallelpolarizationelectricfieldarefoundedinPlasma,then,theattenuationcurveindifferentpolarizationmodeisemulated.Keywords：Plasma,electromagneticwave,verticalpolarization,parallelpolarization电磁波在等离子体中的传播和吸收是等离子体物理学基本问题之一。近年来，人们已开展它在电离层等离子体物理、大型电子设备的电磁防

4、护及等离子体隐形等领域的研究工作。特别是等离子体隐形技术在国防工业有很好的应用前景，如隐形飞机和天线、重要军事目标的保护、相互干扰小的通信系统等。等离子体隐形技术的基本原理是电磁波与等离子体的相互作用，即利用等离子体对电磁波的反射、折射、吸收、变频等，将电磁波能量衰减，改变电磁波的传播相角，甚至使电磁波产生绕射，从而达到隐形效果。本文主要从等离子体对不同极化电磁波功率的吸收特性着手研究，比较垂直极化和水平极化电磁波在等离子体中传播衰减特性的差异。1电磁波在等离子体中衰减模型的建立为了考察等离子体对电磁波的衰减特性，我们假设在金属表面覆盖了一

5、层厚度为d的冷等离子体，将金属与空气隔离开。把等离子体与空气分界面上被反射的电磁波，以及在金属分界面上两次反射后折射回空气中的电磁波迭加起来，与原来的入射波做比较，从而得到衰减情况。衰减模型如图1所示：基金项目：船舶工业国防科技应用基础研究基金项目1图1金属表面覆盖等离子体模型在z<0的范围内是空气,0<的范围内是金属。xoy平面是空气与等离子体的分界面，z=d平面是等离子体与金属的分界面。A、B、C、D、E分别是与反射和折射有关的五个点。由于θ%为复角，在图中我们用实折射角Θ来标注。但在t等离子体中的透射角

6、以及等离子体内部各次反射的反射角，由于相等，在计算时均用复数角θ%表示。而在空气中的反射角和透射角由于相等，均用θ表示。图中所有相等的角均用同ti一符号表示。电磁波在空气中的波阻抗用η表示，折射率近似为1；等离子体中的波阻抗用η%表示，12折射率用η%表示。另外等离子体中的µ和空气中的µ近似相等。221在讨论之前，根据计算先列出电磁波各传播矢量如下：→→→⎛⎞空气中向下的传播矢量为：Kka=+⎜⎟sinθacosθ11xizi⎝⎠→→→'⎛⎞空气中向上的传播矢量为：Kka=−⎜⎟sinθacosθ11xizi⎝⎠→→⎛⎞→ωω→等离子体中向

7、下的传播矢量为：Ka=+⎜⎟ksinθapjq−a21xizz⎝⎠cc→→→→'⎛⎞ωω等离子体中向上的传播矢量为：Ka=−⎜⎟ksinθapj+qa21xizz⎝⎠cc下面我们将分垂直极化和水平极化两种情况进行具体讨论：1.1、垂直极化电磁波衰减情况垂直极化电磁波从空气入射到等离子体时，通过分析衰减模型，得到空气中被等离子体上界面反射和从等离子体透射出来的电磁波的电场分量的和为：2→→→→EE⊥+()rt=++arEctEetωω⎛⎞−−24qdqd=+⎜⎟RTRTecc+TRRRTe⊥⊥ac⊥b⊥a⊥e⊥d⊥c⊥b⊥a⎝⎠→⋅Ee−−j

8、kx()11sinθθiikzcos0→=Ee−−jkx()11sinθθiikzcos⊥+()rt0则垂直极化电磁波在等离子体中的吸收衰减为：E0A=20lg

9、

10、⊥E⊥+()r