文档名：高速运动等离子体包覆目标的电磁散射特性研究
摘要：高超声速飞行器在临近空间执行高空任务时会与大气剧烈摩擦促使周围空气发生电离,从而在飞行器表面激发等离子体流场,其会严重干扰飞行器与雷达之间的无线通信,同时还会给运动雷达目标的电磁散射特性造成强烈影响.本文采用Lorentz-FDTD方法研究了等离子体鞘套包覆下的高速运动目标与电磁波之间的相互作用.根据相对论原理对运动等离子体的电磁特征参数进行数值建模,基于运动等离子体的物理模型,利用Lorentz-FDTD数值方法研究运动等离子体的电磁特征参数变化对雷达目标远场散射特性的影响,计算等离子体目标在不同物体速度下对电磁波的反射系数.研究结果显示:物体的运动速度会改变等离子体的介电常数,进而影响等离子体对电磁波的吸收和散射机制;在相对论效应和等离子体色散的共同影响下,高速运动等离子鞘套包覆目标物的电磁散射特性在不同的电磁波工作频段将呈现出复杂的变化规律.
Abstract：Whenahypersonicvehicleperformsahigh-altitudemissioninthenearspace,itgeneratesseverefrictionwiththeatmosphere,whichpromotestheionizationoftheairaroundthevehicle.Theplasmasheathisformedonthesurfaceofthevehicleduetotheviolentfriction,anditseriouslyinterfereswiththewirelesscommunicationbetweentheradarandthevehicles,causingsevereeffectsontheelectromagnetic(EM)characteristicsofthemovingradartarget.Inthispaper,theLorentz-FDTDmethodisusedtostudytheinteractionbetweenhigh-speedmovingtargetscoatedwithplasmasheathandEMwaves.TheEMcharacteristicparametersofthemovingplasmaaremodeledbasedontherelativisticprinciple.BasedontheproposedphysicalmodelofmovingplasmaandLorentz-FDTDmethod,theeffectofthevariationoftheEMcharacteristicparametersofthemovingplasmasheathonthefar-fieldscatteringpropertiesoftheradartargetisinvestigated,andthereflectioncharacteristicsoftheEMwavewhenpassingthroughtheplasmawithdifferentmovingvelocitiesarecalculated.Theresearchresultsshowthatthevelocityofthetargetaffectsthedielectriccoefficientoftheplasmasheath,whichchangestheabsorptionandscatteringofEMwavescausedbythemovingplasma.Undertheinfluenceofrelativisticeffectandplasmadispersion,theEMscatteringpropertiesofhigh-speedmovingtargetcoatedwithplasmasheathshowdifferentvariationpatternsindifferentEMwaveoperatingbands.
作者：郭先敏 邓浩川 满良 李海燕 陈伟 杨利霞 薄勇 Author：GUOXianmin DENGHaochuan MANLiang LIHaiyan CHENWei YANGLixia BOYong
作者单位：计算智能与信号处理教育部重点实验室安徽大学,合肥230601中国航天科工集团有限公司第二研究院,北京100854;电磁散射重点实验室,北京100854
刊名：电波科学学报
Journal：ChineseJournalofRadioScience
年，卷(期)：2024, 39(1)
分类号：P352
关键词：高速运动目标 洛伦兹变换 等离子体鞘套 时域有限差分(FDTD)方法
Keywords：high-speedmovingtargets Lorentztransformation plasmasheathing finite-differencetime-domain(FDTD)
机标分类号：TN92V249.1O451
在线出版日期：2024年4月8日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，国家自然科学基金，国家自然科学基金，脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金项目，计算智能与信号处理教育部重点实验室开放课题，东南大学毫米波国家重点实验室开放基金，安徽省自然科学基金高速运动等离子体包覆目标的电磁散射特性研究[
期刊论文] 电波科学学报--2024, 39(1)郭先敏 邓浩川 满良 李海燕 陈伟 杨利霞 薄勇高超声速飞行器在临近空间执行高空任务时会与大气剧烈摩擦促使周围空气发生电离,从而在飞行器表面激发等离子体流场,其会严重干扰飞行器与雷达之间的无线通信,同时还会给运动雷达目标的电磁散射特性造成强烈影响.本文采...参考文献和引证文献
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引证文献
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