直流放电非均匀等离子体对C波段电磁波反射和透射试验研究

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1、2015年第5期导弹与航天运载技术No.52015总第341期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.341文章编号：1004-7182(2015)05-0077-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150519直流放电非均匀等离子体对C波段电磁波反射和透射试验研究刘鑫，邬润辉，刘佳琪，任爱民，白文浩（试验物理与计算数学国家级重点实验室，北京，100076）摘要：以低电压、大电流直流放电产生非均匀等离子体为研究对象，在电磁波在等离子体中传播特性、非均匀等离子体10-3对电磁波的反射和透射等理论模型指导下，在稀薄气体环境中进行了

2、空间尺度为1.5m、电子密度变化范围为1×10cm～11-35×10cm的非均匀等离子体对C波段电磁波的反射和透射试验，通过相近状态下理论仿真结果与试验结果的对比分析，给出了4种典型电子密度及其分布状态对电磁波反射和透射特性变化规律。通过试验验证了等离子体与电磁波相互作用机理用于分析稀薄气体环境下直流放电非均匀等离子体中电磁波传播特性的适用性。关键词：非均匀等离子体；电磁波；反射系数；透射系数；试验验证中图分类号：V218文献标识码：AReflectanceandTransmissionExperimentsofCBandElectromagneticWaveinDCDisc

3、hargeInhomogeneousPlasmaLiuXin,WuRun-hui,LiuJia-qi,RenAi-min,BaiWen-hao(TheKeyLaboratoryofExperimentalPhysicsandComputationalMathematicsState,Beijing,100076)Abstract:Inthispaper,basedontheinhomogeneousplasmawhichisproducedbyDCdischarge(lowvoltage,highcurrent),guidedbythetheoryofelectromagne

4、ticwavereflectionandtransmissioncharacteristicsinnon-uniformplasma,thereflectionandtransmissiontestofCbandelectromagneticintherarefiedgasenvironmentininhomogeneousplasmawascompletedandtheplasma10-311-3was1.5m,theelectrondensitywasfrom1×10cmto5×10cm.Throughcomparingthetheorysimulationresulta

5、ndtestresultinthesimilarstatus,fourkindsofchangingprinciplethathowelectricaldensityanddistributionstatuseffectelectromagneticreflectionandtransmissionfeatureswereproposed,Thetestprovesthattheinteractionmechanismbetweentheplasmaandtheelectromagneticwavealsoappliedtoanalyzeinhomogeneousplasma

6、whichwasgeneratedbyDCdischargeintherarefiedgasenvironmentinteractedwithelectromagneticwave.KeyWords:Inhomogeneousplasma;Electromagneticwave;Reflectioncoefficient;Transmissioncoefficient;Test0引言方法（如FDTD、FVTD）等进行仿真计算建模，进行等离子体对在其中传播的电磁波会产生反射、折了均匀或非均匀等离子体对电磁波反射、折射和吸收射、透射和吸收等效应，影响飞行器在空间飞行过程等特性的计

7、算和分析；文献[6]~[8]开展了等离子体中中的无线电传输，同时也可利用其进行雷达超视距探电磁波传播特性的试验研究，试验用等离子体是高超测及等离子体天线应用等，具有广泛的应用前景。国声速激波管条件下产生的生存时间为几百微秒的等离内外相关研究人员针对等离子体与电磁波相互作用的子体鞘套，试验结果均证明了等离子体对电磁波能量基础理论及相关实验进行了大量的研究工作，在理论的衰减效应。计算方法和试验验证方面取得了一些研究成果：文献针对直流电弧放电方式产生的非均匀等离子体对[1]~[5]分别采用诸如分层介质方法（W