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《大连理工大学》 2006年
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高频电磁波在大气等离子体层中的传播和吸收的研究

郭斌  
【摘要】:现代技术的许多方面都与电磁场,尤其是高频电磁场有关。作为电磁理论的一个重要分支,电磁波与等离子体的相互作用,特别是电磁波在等离子体中的传播和吸收问题,无论从等离子体物理本身还是它的实际应用方面来说,都是一个古老而且又是十分活跃的研究领域。尤其是进入到90年代,由于新兴技术的发展,诸如等离子体隐身技术、等离子体天线技术、等离子体波加热技术等,又激起了众多研究人员的兴趣,并成为等离子体物理、电离层物理、大气物理、雷达通信、等离子体天线和等离子体源等领域的一个研究热点。 本文主要研究了高频电磁波在大气压等离子体层中传播和吸收的特性,着重考虑了大气中的负离子、电子与中性气体的碰撞频率、外加磁场、以及非线性现象对高频电磁波在大气压等离子体层中的传播的物理机制和吸收的影响。 第一章,简要介绍了等离子体概念、波在等离子体中传播的各种情形和基本特性、等离子体隐身技术以及研究等离子体隐身技术的方法和研究概况等。 第二章,考虑了更加实际情况下的放电条件下的大气等离子体,将等离子体视为由正离子、负离子和电子以及中性气体组成的系统。研究了高频电磁波在大气等离子体层中的传播特性,尤其是研究了大气中负离子的存在对高频电磁波在等离子体层中吸收的影响。结果发现,负离子的存在使得电子相对密度减少,从而显著减少了高频电磁波在大气等离子体层中的吸收。 第三章,结合更为实际的情况,考虑了覆盖在金属表面上的等离子体层,首次推导出了电磁波在覆盖在金属表面上的大气等离子体层中的多次反射和吸收公式,研究了负离子对高频电磁波在覆盖在金属表面上的大气等离子体层中的吸收的影响,并且还探讨了电子与中性气体的碰撞频率对高频电磁波在等离子体层中吸收的影响。进一步,考虑了外加磁场对高频电磁波在等离子体层中的吸收的影响,发现外加磁场可以增强大气等离子体层对高频电磁波的吸收。而且比较了电子相对密度和外加磁场对电磁波吸收的影响,结果发现,在较低频情况下,电子的相对密度起着主要作用,而在高频情况下,外加磁场起着主要作用。 第四章,首先简要介绍了时域有限差分法的基本思想和基本实现方法以及数值稳定性和吸收边界条件。其次,采用了自洽的多流体等离子体运动方程模型研究了高频电磁波在等离子体层中的非线性吸收现象,并且比较了线性情况下的吸收和非线性情况下的
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O441.4

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴莹;激光等离子体的微波干扰和诊断研究[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 金莎莎;等离子体涂覆目标散射特性的FDTD方法[D];西安电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;不均匀等离子体球的电磁波轨迹及其应用[J];电波科学学报;2002年02期
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8 孙爱萍,李丽琼,邱孝明,董玉英;电磁波与非磁化等离子体的相互作用[J];核聚变与等离子体物理;2002年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;不均匀等离子体球的电磁波轨迹及其应用[J];电波科学学报;2002年02期
10 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;不均匀磁等离子体的隐身机理——圆极化电磁波的碰撞吸收[J];电波科学学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 莫锦军;徐利军;袁乃昌;;磁等离子体覆盖导体圆柱散射特性的解析解[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
7 潘文俊;童创明;周明;;UPML吸收边界在等离子体涂覆目标计算中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
8 麻来宣;张厚;张晨新;水现辉;;等离子体干扰机理分析[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
9 于萍萍;杨利霞;;一维缓变磁等离子体中电磁波频率特性分析[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
10 李小华;唐璞;赵利群;;径向变折射率介质中的电磁波轨迹[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李学识;基于表面波驱动的等离子体天线及其阵列技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 何湘;飞机局部等离子体隐身探索研究[D];南京理工大学;2010年
3 王飞;移位算子FDTD方法及相关问题研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 袁承勋;等离子体中太赫兹波传输特性理论研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 刘崧;等离子体时域有限差分算法及其应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 陈云云;高温复杂流场光学特性及其诊断研究[D];南京理工大学;2011年
8 刘少斌;等离子体覆盖目标的电磁特性及其在隐身技术中的应用[D];国防科学技术大学;2004年
9 孙爱萍;低温等离子体应用中的几个理论问题[D];核工业西南物理研究院;2000年
10 李小琳;面向智能数据处理的贝叶斯网络研究与应用[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 齐致远;电磁波穿透空间等离子体的两点法数值模拟研究[D];电子科技大学;2011年
2 金莎莎;等离子体涂覆目标散射特性的FDTD方法[D];西安电子科技大学;2011年
3 陈楠;基于FDTD等离子体天线隐身及辐射性能研究[D];南华大学;2011年
4 李昂;飞行器雷达屏蔽罩的设计[D];电子科技大学;2011年
5 李宏信;机翼雷达散射截面特性分析与优化设计[D];南京航空航天大学;2009年
6 封俊;利用FPGA实现等离子体时域有限差分算法的加速[D];南京航空航天大学;2010年
7 罗琦;等离子体鞘套隐身特性研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 陈聪;空间周期性边界对介质阻挡放电均匀性的影响[D];华中科技大学;2009年
9 谢姣;时域有限差分方法亚网格技术的研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 戴钊阳;基于等离子体的电扫描智能天线研究[D];南京航空航天大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李疏芬,曹金祥;发动机喷焰对微波相移特性的探讨[J];火炸药学报;1997年02期
2 莫锦军,刘少斌,袁乃昌;非均匀等离子体覆盖目标隐身研究[J];电波科学学报;2002年01期
3 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;不均匀等离子体球的电磁波轨迹及其应用[J];电波科学学报;2002年02期
4 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;非磁化等离子体密度与目标雷达隐身的关系[J];电波科学学报;2003年01期
5 闫玉波;董慧;李清亮;;等离子体涂覆三维目标散射特性的PLRC-FDTD分析[J];电波科学学报;2007年04期
6 韦萍兰;何立萍;;等离子体隐身技术的发展现状[J];导弹与航天运载技术;2009年05期
7 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;电磁波在不均匀磁化等离子体中的吸收[J];电子学报;2003年03期
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9 李毅;徐利军;袁乃昌;;磁化等离子体的并行三维JEC-FDTD算法及其应用[J];电子学报;2008年06期
10 杨利霞;王祎君;王刚;;基于拉氏变换原理的三维磁化等离子体电磁散射FDTD分析[J];电子学报;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘江凡;席晓莉;柳杨;;等离子体鞘套中电磁波传播特性的ADE-FDTD计算[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
2 刘少斌;莫锦军;张光甫;袁乃昌;;不均匀非磁化等离子体球隐身的研究[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
3 刘少斌;袁乃昌;;二维等离子体PLJERC-FDTD算法的数值色散误差和耗散误差分析[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘少斌;等离子体覆盖目标的电磁特性及其在隐身技术中的应用[D];国防科学技术大学;2004年
2 钱志华;等离子体天线的辐射与散射特性分析[D];南京理工大学;2006年
3 徐利军;复杂目标等离子体涂层的散射特性算法研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 常雨;超声速/高超声速等离子体流场数值模拟及其电磁特性研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘其凤;改进的吸收边界和基于交替隐式的时域有限差分的研究[D];安徽大学;2006年
2 晏明;时域有限差分法及其在等离子体隐身技术中的应用[D];华中科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李江挺;电磁波在空间等离子体中传输与散射若干问题研究[D];西安电子科技大学;2012年
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1 李杰;随机粗糙面及其与目标复合电磁散射有限元与高频方法建模研究[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 莫锦军,刘少斌,袁乃昌;非均匀等离子体覆盖目标隐身研究[J];电波科学学报;2002年01期
2 刘少斌,莫锦军,袁乃昌;不均匀等离子体球的电磁波轨迹及其应用[J];电波科学学报;2002年02期
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8 孙爱萍,童洪辉,沈丽如,唐德礼,邱孝明;磁化碰撞等离子体对雷达波的共振吸收[J];核聚变与等离子体物理;2001年04期
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10 邱孝明;未来制造业和加工业中的等离子体[J];核聚变与等离子体物理;1998年04期
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1 李大光;;等离子体隐身技术简介[J];现代军事;2001年04期
2 林惠祖;;雷达对抗——等离子体隐身技术[J];现代物理知识;2006年05期
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4 王鹏勋;;等离子体技术对雷达目标隐身的探析[J];企业技术开发;2011年05期
5 王野;;等离子隐身真的就那么神吗?[J];航空知识;2008年10期
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7 秦振华;;雷达横截面毫米波测量雷达[J];火控雷达技术;1993年04期
8 ;UFO信箱[J];飞碟探索;2001年03期
9 程邦勤;孙权;李军;苏长兵;喻永贵;;基于等离子体气动激励的斜劈诱导激波控制[J];强激光与粒子束;2010年02期
10 杨宏伟;陈如山;张云;;等离子体的SO-FDTD算法和对电磁波反射系数的计算分析[J];物理学报;2006年07期
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1 黄娅;徐荣栏;;地球等离子体层的旋转[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
2 何飞;张效信;陈波;Mei-Ching Fok;;地球等离子层极紫外波段辐射特性计算[A];第27届中国气象学会年会空间天气自主资料应用与模式集成分会场论文集[C];2010年
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9 李磊;徐荣栏;张天辉;;处理近地轨道卫星上的极紫外成像数据的阴影边界法[A];第九届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2000年
10 曹晋滨;燕春晓;路立;扬俊英;李柳元;;地球近地空间非震电磁扰动[A];中国地震学会空间对地观测专业委员会成立大会暨学术研讨会论文集[C];2008年
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1 赵志珩;战场等离子魔术师[N];解放军报;2002年
2 国防大学 李大光;“两面人”向战场走来[N];中国国防报;2002年
3 国防;未来战争中的九大武器“新星”[N];北京科技报;2003年
4 东方;未来战争中的九大武器“新星”[N];中国国防报;2002年
5 张梦然;美首次拍到掠日彗星三维画面[N];科技日报;2010年
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1 何飞;月基地球等离子体层极紫外观测与图像反演方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 奚衍斌;高频电磁波在几类等离子体层中传播特性研究[D];大连理工大学;2013年
3 黄娅;地球等离子体层的EUV图像分析及利用CT重建其全球密度分布[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
4 张青梅;不同行星际条件下的地磁脉动和电离层—等离子体层响应研究[D];南京信息工程大学;2013年
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1 郑杰;利用CT方法重建地球等离子体层三维密度分布[D];清华大学;2010年
2 洪武;RSD开通特性的改进研究[D];华中科技大学;2012年
3 冯仁伟;RSD预充与开通过程数值分析与电压测量[D];华中科技大学;2011年
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