高速飞行器等离子体鞘套电磁波传播理论与通信技术

　　本书系统阐述等离子鞘套电磁研究的基本概念、基础理论和方法、数学模型和算法、实验方法和结果，全书共分为8章，主要内容包括：等离子鞘套电波传播、通信研究发展趋势；等离子体物理模型、参数特征和模拟方法；等离子体电磁数学模型、电磁波传播计算方法；典型频段电磁波在等离子鞘套中传播特性；临近空间飞行器等离子鞘套复杂电磁环境的信道建模方法、信道模型及信道探测方法；动态等离子鞘套测控通信信号的传输特性和自适应通信技术；等离子鞘套下天线特性及补偿技术；等离子鞘套电磁抑制方法。

目录
丛书序
序言
前言
**章 概述1
1.1 “黑障”问题/1
1.2 等离子体鞘套电波传播与通信技术研究进展/3
1.2.1 等离子体鞘套下电磁波传播理论研究进展/3
1.2.2 等离子体鞘套下电波传播计算方法进展/4
1.2.3 等离子体鞘套下通信技术研究进展/6
1.2.4 等离子体鞘套地面模拟与实验进展/7
1.2.5 等离子体鞘套电磁传播飞行试验/9
1.3 缓解“黑障”的方法及发展趋势/11
1.3.1 缓解“黑障”方法回顾/11
1.3.2 缓解“黑障”新技术发展及趋势/13
参考文献/15
第二章 等离子体鞘套的形成机理与地面模拟技术20
2.1 等离子体鞘套的形成机理和主要参数/20
2.1.1 高温气体电离的机理和主要过程/20
2.1.2 等离子体的物理模型和主要参数/24
2.2 典型飞行器高速绕流场特征及等离子体鞘套参数特征/27
2.2.1 锥形飞行器的绕流场特征/27
2.2.2 钝头—柱形飞行器的绕流场特征/29
2.2.3 扁平盾形飞行器的流场特征/30
2.2.4 典型飞行器等离子体鞘套参数特征/31
2.3 等离子体的参数诊断技术/35
2.3.1 朗缪尔探针法/35
2.3.2 微波诊断法/41
2.3.3 光学诊断法/44
2.4 等离子体鞘套地面模拟实验技术/46
2.4.1 激波管实验技术/46
2.4.2 弹道靶实验技术/49
2.4.3 电弧/等离子体风洞实验技术/50
2.4.4 其他实验技术/51
2.5 低温辉光等离子产生技术/53
2.5.1 大面积均匀非磁化等离子体产生技术/53
2.5.2 环形扩散式等离子发生器设计/59
2.5.3 等离子发生器的参数/65
2.5.4 等离子体参数快速控制技术/69
2.5.5 模拟能力与真实性分析/73
参考文献/82
第三章 等离子体电磁波传播理论85
3.1 等离子体与电磁波的作用机理/85
3.1.1 等离子与电磁波作用的主要物理过程/85
3.1.2 等离子体的介质特性/88
3.2 等离子体电磁波传播理论/98
3.2.1 等离子体电磁波传播模型/98
3.2.2 等离子体电磁波传播特性/99
3.2.3 等离子体的去极化效应/101
3.3 等离子体电磁波传播计算方法/102
3.3.1 等效波阻抗法/102
3.3.2 等效传输线法/106
3.3.3 射线跟踪法/108
3.3.4 时域有限差分方法/110
3.3.5 等离子体电磁波传播计算/116
3.4 等离子体电磁波传播实验/119
3.4.1 等离子体电磁波传播实验方法/120
3.4.2 典型频段的电磁波传播实验/123
参考文献/127
第四章 电磁波在等离子体鞘套中的传播特性129
4.1 微波电磁波在典型再入过程等离子体鞘套下的传播特性/129
4.1.1 典型再入过程电磁波传播的幅相特性/129
4.1.2 典型再入过程电磁波传播的极化失配特性/136
4.2 LF—HF频段电磁波在等离子体鞘套下的传播特性/147
4.2.1 等离子体鞘套中低频电磁波传播模型/147
4.2.2 LF—HF频段电磁波在等离子体鞘套中的低衰减特性/156
4.3 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播特性/163
4.3.1 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播计算方法/163
4.3.2 等离子体鞘套动态特征下的电磁波寄生调制特性/167
参考文献/170
第五章 动态等离子体鞘套信道建模方法与信道特性171
5.1 高超声速飞行器链路特性/171
5.1.1 高超声速飞行器复杂电磁环境/171
5.1.2 高超声速飞行器链路特性/173
5.2 动态等离子体鞘套信道建模方法和信道模型/180
5.2.1 动态等离子体鞘套信道特征/181
5.2.2 动态等离子体鞘套非平稳信道建模方法/182
5.2.3 高超声速动态等离子体鞘套信道模型/192
5.3 动态等离子体鞘套信道测量方法/198
5.3.1 等离子体鞘套信道测量及信道参数提取方法/199
5.3.2 等离子体鞘套信道测量方法仿真实验/204
5.3.3 动态等离子体鞘套信道地面模拟实验/220
5.4 高超声速飞行器综合信道特性/224
5.4.1 高超声速飞行器空间信道特性/224
5.4.2 高超声速飞行器综合信道模型/229
参考文献/234
第六章 等离子体鞘套通信适应性技术238
6.1 动态等离子体鞘套下测控通信信号的传输特性/238
6.1.1 动态等离子体鞘套对MPSK信号的影响/239
6.1.2 动态等离子体鞘套对FSK信号的影响/246
6.1.3 动态等离子体鞘套对Multi-hCPM信号的影响/249
6.2 动态等离子体鞘套中通信信号传输实验/253
6.2.1 实验原理与实验方法/254
6.2.2 MPSK/FSK/Multi-hCPM信号实验/256
6.3 基于驻波检测的等离子体鞘套下自适应通信技术/266
6.3.1 等离子体鞘套下自适应码率通信技术/267
6.3.2 基于信息分级的等离子体鞘套下通信编码技术/272
6.4 动态等离子体鞘套下调相信号自适应判决方法/276
6.4.1 基于支持向量机自适应判决方法/277
6.4.2 基于谱聚类自适应判决方法/283
参考文献/287
第七章 等离子体鞘套下天线特性及补偿方法289
7.1 等离子体对天线辐射特性的影响机理/289
7.1.1 多层有耗介质覆盖下天线特性分析方法/289
7.1.2 等离子体对天线特性影响分析/292
7.2 等离子体鞘套下天线电磁计算模型与计算方法/293
7.2.1 等离子体鞘套下天线特性计算模型/294
7.2.2 等离子体鞘套下天线特性计算方法/296
7.3 典型再入等离子体鞘套覆盖下的天线特性/298
7.3.1 阻抗与工作频点偏移特性/298
7.3.2 空域辐射功率特性/302
7.3.3 空域极化特性/305
7.4 等离子体鞘套下天线阻抗自适应补偿技术/307
7.4.1 基于“双邻频点”的天线阻抗补偿的原理/308
7.4.2 等离子体鞘套下天线阻抗在线测量方法/308
7.4.3 等离子体鞘套下天线阻抗自动匹配方法/310
7.4.4 天线阻抗自适应补偿实验/311
参考文献/316
第八章 等离子体鞘套电磁调控削弱方法318
8.1 等离子体鞘套磁场抑制方法/318
8.1.1 磁化等离子体的电磁波传播机理及介质特性/318
8.1.2 磁化等离子体的电磁波传播特性/320
8.1.3 非均匀磁场引起的带阻效应/325
8.2 基于正交电磁二维场的等离子体鞘套局部削弱方法/335
8.2.1 正交电磁二维场与等离子体的作用机理/335
8.2.2 正交电磁二维场的物理模型建立/337
8.2.3 正交电磁二维场抑制效果数值模拟与分析/341
8.3 基于时变电磁场的等离子体鞘套局部削弱方法/351
8.3.1 基于脉冲磁场的等离子体鞘套削弱方法/351
8.3.2 基于行波磁场的等离子体鞘套削弱方法/353
参考文献/356
附录A 符号说明/358
附录B 主要词汇/362
附录C RAM—C飞行器在不同高度下的电子密度分布/364
彩图/369