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摘要
根据高速飞行器抗黑障研究需要，开展了等离子体鞘套地面模拟方法及对比分析。选择多功能激波管作为高速飞行器等离子体鞘套地面模拟设备，以导航、测控通信常用频段（L/S/C/Ka）微波作为研究对象，等离子体厚度d与微波波长λ的比例不同，实现薄层等离子体的条件，开展典型波段微波在模拟等离子体鞘套中传输特性研究，为验证理论模型提供技术支持。采用ADE-FDTD方法和薄层传播方法分别对典型波段微波在实验等离子体中传播衰减特性进行计算，计算中电子密度使用测量值、碰撞频率使用测量值。分析了微波频段、等离子体电子密度与碰撞频率等参数对微波传输特性的影响，获得了微波频段、等离子体电子密度与碰撞频率等参数对传输特性的影响规律。研究结果表明：当等离子体层厚大于几倍波长、碰撞频率不太高时，典型波段微波在等离子体中的传输特性与平面波理论预测结果符合较好；在等离子体频率、微波频率和碰撞频率中任意两者数值相近的区域，电子密度和碰撞频率的测量结果对典型波段微波传输特性理论分析影响较大；等离子体厚度大于微波波长时，薄层传播方法预测计算结果与实验测量值差异较大；等离子体厚度小于电磁波波长时，薄层传播方法预测计算结果与实验测量值差异明显减小，两者的趋势相似性较高。
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