本文選題：三波非線性 + 等離子體　； 參考：《西安理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：飛行器在返回大氣層時,其速度可達(dá)到十幾甚至數(shù)十馬赫,高溫使其周圍空氣電離形成等離子鞘,使得投射其上的電磁波產(chǎn)生反射、折射及散射,而在其中傳播的電磁波受到衰減,從而影響飛行器的導(dǎo)航、遙測和通信信號的傳輸,嚴(yán)重阻礙飛行器與外界的通信,影響飛行器的安全。為了解決這一問題,國內(nèi)外研究人員提出了許多可能的解決辦法,至今仍未徹底解決。等離子體的三波非線性效應(yīng)是其中的一種可能的解決方案。本文對等離子體中的三波非線性效應(yīng)進(jìn)行研究,具體的工作如下:(1)首先介紹論文的研究背景與意義,然后介紹了等離子體中的流體力學(xué)方程,結(jié)合麥克斯韋方程組建立等離子體與電磁波相互作用過程的數(shù)學(xué)物理模型。(2)開展等離子體中的三波非線性效應(yīng)的頻域數(shù)值仿真研究。主要是對修正的金茲堡方程及非線性電流進(jìn)行求解,分析低頻信號入射角、泵源參數(shù)及等離子體電子密度分布對非線性的影響;最后,給出RAM C實際等離子體電子密度分布下的仿真結(jié)果。(3)開展等離子體中三波非線性效應(yīng)時域算法研究。為了更直觀地分析非線性電流項,采用JEC-FDTD方法進(jìn)行計算;同時,為了節(jié)約計算時間,在C#環(huán)境下結(jié)合CUDA實現(xiàn)并行編程。最后,對RAM C實際等離子體電子密度分布下的非線性效應(yīng)進(jìn)行分析,并與頻域的計算結(jié)果相對比,分析三波非線性效應(yīng)的實際應(yīng)用條件。論文的分析可為三波非線性效應(yīng)抑制“黑障”系統(tǒng)確定關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),包括泵源功率、頻率、安裝位置/方式的需求,為系統(tǒng)方案的設(shè)計和工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。
[Abstract]:When an aircraft returns to the atmosphere, its velocity can reach a dozen or even tens of Mach. The high temperature ionizes the surrounding air to form a plasma sheath, which causes the electromagnetic waves projected on it to produce reflection, refraction and scattering.However, the electromagnetic wave propagating in it is attenuated, which affects the navigation, telemetry and communication signal transmission of the aircraft, seriously hinders the communication between the aircraft and the outside world, and affects the safety of the aircraft.In order to solve this problem, researchers at home and abroad have put forward many possible solutions, which have not been solved completely.The three-wave nonlinear effect of plasma is one of the possible solutions.In this paper, the three-wave nonlinear effect in plasma is studied. The main work is as follows: (1) the background and significance of this paper are introduced first, and then the hydrodynamic equations in plasma are introduced.A mathematical and physical model for the interaction between plasma and electromagnetic wave is established by using Maxwell's equations. (2) numerical simulation of three-wave nonlinear effect in plasma in frequency domain is carried out.The modified Ginzburg equation and nonlinear current are solved, and the influence of incident angle of low frequency signal, pump parameters and plasma electron density distribution on nonlinearity is analyzed.The simulation results of RAM C plasma electron density distribution are given.In order to analyze the nonlinear current term more intuitively, the JEC-FDTD method is used to calculate the nonlinear current term, and in order to save computing time, parallel programming is realized with CUDA in C # environment.Finally, the nonlinear effect under the electron density distribution of RAM C plasma is analyzed, and compared with the calculated results in frequency domain, the practical application conditions of the three-wave nonlinear effect are analyzed.The analysis of this paper can determine the key technical parameters of the system, including pump power, frequency, installation position / mode, and provide the theoretical basis for the design and engineering application of the system.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN011;O53

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂殿君;王小輝;詹景坤;祝樹生;解春雷;;飛行器通信黑障的原理與消除方法[J];電子測試;2016年15期

2 周天翔;陳長興;蔣金;;等離子體鞘套對北斗衛(wèi)星信號傳輸影響分析[J];計算機(jī)仿真;2016年06期

3 李奇;李晶;方進(jìn)勇;楊涓;;磁化等離子體對平面電磁波吸收特性的數(shù)值研究與全波仿真[J];強(qiáng)激光與粒子束;2016年05期

4 高平;李小平;謝楷;;GPS導(dǎo)航系統(tǒng)再入黑障現(xiàn)象地面再現(xiàn)實驗[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報;2016年02期

5 崔平遠(yuǎn);竇強(qiáng);高艾;;火星大氣進(jìn)入段通信“黑障”問題研究綜述[J];宇航學(xué)報;2014年01期

6 謝楷;李小平;楊敏;石磊;劉東林;;L、S頻段電磁波在等離子體中衰減實驗研究[J];宇航學(xué)報;2013年08期

7 鄭靈;趙青;劉述章;邢曉俊;;太赫茲波在非磁化等離子體中的傳輸特性研究[J];物理學(xué)報;2012年24期

8 袁忠才;時家明;;飛行器再入大氣層通信黑障的消除方法[J];航天器環(huán)境工程;2012年05期

9 胡紅軍;陳勇;陳菊;;飛行器黑障區(qū)測控技術(shù)問題探討[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2012年02期

10 王飛;葛德彪;魏兵;;二維磁等離子體目標(biāo)FDTD分析的移位算子方法[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報;2011年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 金勇臣;復(fù)雜電磁環(huán)境下信道非線性效應(yīng)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

，

本文編號：1733343