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时变等离子体覆盖导体圆柱的双站散射特性分析 被引量：4
1
作者 吴小坡 时家明 +2 位作者 杜石明 高永芳 党可征 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期244-247,共4页
研究时变等离子体覆盖导体圆柱的双站散射特性对等离子体隐身技术和太空再入体的跟踪识别技术具有重要的意义。以非磁化不均匀等离子体覆盖导体圆柱的模型为基础,采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分方法计算了不均匀时变等离子... 研究时变等离子体覆盖导体圆柱的双站散射特性对等离子体隐身技术和太空再入体的跟踪识别技术具有重要的意义。以非磁化不均匀等离子体覆盖导体圆柱的模型为基础,采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分方法计算了不均匀时变等离子体覆盖导体圆柱的双站雷达散射特性。结果表明:不均匀等离子体覆盖导体圆柱能成功地缩减目标的雷达散射截面。 展开更多
关键词 时域有限差分等离子体雷达散射特性
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等离子体覆盖导体柱宽带散射特性分析 被引量：19
2
作者 莫锦军 刘少斌 袁乃昌 《微波学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期20-24,共5页
利用分段线性递归卷积频率相关时域有限差分 (PLRCFD2 TD)方法研究了非均匀等离子体覆盖导体柱的散射特性。对TM波垂直入射时的双站、宽带仿真结果的分析表明 ,等离子体包层可以显著地减少雷达目标的电磁回波能量 。
关键词 时域有限差分 分段性递归卷积 等离子体隐身 散射特性
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等离子体散射分析的改进型交替隐式时域方法 被引量：5
3
作者 殷雄 赵振维 +3 位作者 张厚 孙树计 姜聿焘 许志永 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期354-361,共8页
提出了一种改进的交替隐式时域有限差分(FDTD)方法,运用该方法分析了等离子体涂覆导体圆柱的散射特性,为等离子体隐身技术的运用提供了一定的理论指导.该方法在整个问题空间采用完整场形式的场量进行迭代计算,并运用中心差分格式离散极... 提出了一种改进的交替隐式时域有限差分(FDTD)方法,运用该方法分析了等离子体涂覆导体圆柱的散射特性,为等离子体隐身技术的运用提供了一定的理论指导.该方法在整个问题空间采用完整场形式的场量进行迭代计算,并运用中心差分格式离散极化电流密度辅助方程.仿真实验表明:提出的算法具有无条件稳定特性,其计算效率明显优于以往文献提出的交替隐式FDTD方法,在精度和效率上也稍高于普通的显式FDTD方法. 展开更多
关键词 等离子体 交替隐式时域有限差分方法 雷达散射截面 极化电流密度
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Compton散射下磁化等离子体光子晶体光子带隙特性 被引量：2
4
作者 郝晓飞 李虎勇 郝东山 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期107-110,共4页
为了研究多光子非线性Compton散射对横向磁光效应磁化等离子体光子晶体光子带隙特性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法进行了理论分析和实验验证,取得了关于晶体色散和调制不稳定性、光子带宽变化的重要数据,并... 为了研究多光子非线性Compton散射对横向磁光效应磁化等离子体光子晶体光子带隙特性的影响,采用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法进行了理论分析和实验验证,取得了关于晶体色散和调制不稳定性、光子带宽变化的重要数据,并提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体色散的新机制。结果表明,Compton散射使等离子体色散增强,耦合电磁波通带变窄、阻带变宽,有效地降低了电磁波传输中的交叉相位调制的不稳定性,频率低于等离子体频率的电磁波在等离子体中的传播几率减小。 展开更多
关键词 非线性光学 光子带隙 时域有限差分法 等离子体光子晶体 磁光效应 多光子非线性 COMPTON散射
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等离子体覆盖目标散射特性的RKETD-FDTD分析 被引量：1
5
作者 刘崧 刘少斌 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期532-535,共4页
采用一种既保证计算的高效率,又有较高的计算精度的龙格库塔指数时程差分时域有限差分法(RKETD-FDTD)研究了等离子体的散射特性。该算法解决了电磁波在色散介质中传播的计算问题,导出了在等离子体介质中RKETD-FDTD迭代公式。文中分别计... 采用一种既保证计算的高效率,又有较高的计算精度的龙格库塔指数时程差分时域有限差分法(RKETD-FDTD)研究了等离子体的散射特性。该算法解决了电磁波在色散介质中传播的计算问题,导出了在等离子体介质中RKETD-FDTD迭代公式。文中分别计算了等离子体平板的反射系数和非均匀等离子体覆盖导体柱的散射特性,所得结果与解析结果相符合,并且表明等离子体涂层选择合适的碰撞频率,能有效地减小目标的雷达散射截面(RCS)。 展开更多
关键词 等离子体 散射特性 时域有限差分法 电磁波
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Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响
6
作者 郝晓飞 文桦 郝东山 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期342-346,共5页
利用多光子非线性Compton散射模型和有限时域差分法,对Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响进行了理论分析和数值模拟,提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体中产生色散的新机制。研究结果表明,与Compto... 利用多光子非线性Compton散射模型和有限时域差分法,对Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响进行了理论分析和数值模拟,提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体中产生色散的新机制。研究结果表明,与Compton散射前相比,Compton散射使零色散频率和截止频率增大,零色散线相对于平带有一定的偏离,截止频率点色散线位置上升,上、下色散曲线分别呈现更加明显的非线性增加和减小的趋势。背景的相对介电函数增加到一定值时,散射使出现的全方向带隙的归一化频率增大,带隙中心位置下降较快,带隙宽度增加较大,波矢偏离周期平面较明显,本征模的截止频率较大,理论计算和数值模拟吻合得很好。 展开更多
关键词 磁化等离子体光子晶体 色散 光子带隙 有限时域差分法 多光子非线性COMPTON散射
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开槽钝锥体及等离子体鞘套的RCS特性研究 被引量：7
7
作者 梁世昌 于哲峰 +3 位作者 张志成 石安华 马平 黄洁 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期19-23,共5页
采用时域有限差分(FDTD)方法研究了等离子体鞘套包覆目标的电磁散射特性,发展了超高速飞行器及其等离子体鞘套RCS特性并行计算软件。采用发展的软件完成了超高速开槽钝锥后向远区时域特性和0°入射角附近的电磁散射截面积(RCS)的计... 采用时域有限差分(FDTD)方法研究了等离子体鞘套包覆目标的电磁散射特性,发展了超高速飞行器及其等离子体鞘套RCS特性并行计算软件。采用发展的软件完成了超高速开槽钝锥后向远区时域特性和0°入射角附近的电磁散射截面积(RCS)的计算分析,并在中国空气动力研究与发展中心的气动物理靶上进行了超高速开槽钝锥体的RCS验证试验。研究表明:在钝锥体表面开环槽并填充透波性能良好的介质材料相当于在钝锥体表面人为地增加了一个散射中心;在低频区和谐振区,开槽后钝锥体的RCS在原值周围变化,而在高频区,钝锥体的RCS在0°入射角附近很宽的范围内均显著增大。 展开更多
关键词 开槽 钝锥 等离子体鞘套 雷达散射截面积 时域有限差分法
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基于拉氏变换原理的三维磁化等离子体电磁散射FDTD分析 被引量：9
8
作者 杨利霞 王祎君 王刚 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2711-2715,共5页
根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉... 根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉斯变换,得到s域内的本构方程.最后进行逆拉普拉斯变换和指数差分,得到在时域里易于求解的FDTD迭代方程.通过该方法计算了非磁与磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),验证了该方法正确性与有效性. 展开更多
关键词 拉普拉斯变换 磁化等离子体 电磁散射 时域有限差分方法
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薄层等离子体隐身天线罩散射分析 被引量：6
9
作者 孟刚 莫锦军 任爱民 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第3期33-36,共4页
为降低雷达舱的电磁散射,提出了一种薄层等离子体隐身天线罩模型。利用时域有限差分方法计算了该模型的电磁散射特性,分析了等离子体电子密度和碰撞频率对其隐身效果的影响。经过大量的分析计算发现,薄层等离子体天线罩的隐身机理主要... 为降低雷达舱的电磁散射,提出了一种薄层等离子体隐身天线罩模型。利用时域有限差分方法计算了该模型的电磁散射特性,分析了等离子体电子密度和碰撞频率对其隐身效果的影响。经过大量的分析计算发现,薄层等离子体天线罩的隐身机理主要有两个方面:当入射波频率小于等离子体特征频率时,等离子体对入射波是截止的,因为罩体是低散射外形而实现隐身;当入射波频率大于等离子体特征频率时,部分电磁波能进入天线罩,但因等离子体对入射波的吸收而衰减。 展开更多
关键词 等离子体 隐身天线罩 雷达散射截面 时域有限差分法
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Compton散射对时变磁化等离子体光子晶体缺陷模的影响 被引量：2
10
作者 文桦 郝晓飞 郝东山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期307-311,共5页
应用多光子非线性Compton散射模型和分段电流密度卷积时域有限差分法,将入射光和Compton散射光作为形成缺陷模的机制,研究了Compton散射对具有单一缺陷模的时变磁化等离子体光子晶体缺陷模的影响。结果表明:与Compton散射前相比,入射光... 应用多光子非线性Compton散射模型和分段电流密度卷积时域有限差分法,将入射光和Compton散射光作为形成缺陷模的机制,研究了Compton散射对具有单一缺陷模的时变磁化等离子体光子晶体缺陷模的影响。结果表明:与Compton散射前相比,入射光频率低于等离子体频率时,禁带中仍存在明显的缺陷模,其频率随等离子体驰豫时间的增大而缓慢增大;等离子体弛豫时间相等时,等离子体均匀分布的禁带透射系数峰值比Epstein分布时小,两者的缺陷模特征都比较明显,但两者的禁带宽度及缺陷模之间的区别明显减小。 展开更多
关键词 磁化等离子体光子晶体 禁带 缺陷模 时域有限差分法 COMPTON散射
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双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析 被引量：1
11
作者 李志全 孟靓 +2 位作者 朱君 童凯 王志斌 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1073-1078,共6页
设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能... 设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗,使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。 展开更多
关键词 MDM 等离子体波导 传输特性 时域有限差分法
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基于时域有限差分法的冰晶粒子群多次散射特性 被引量：1
12
作者 陈浩 王金虎 +3 位作者 魏鸣 董佳阳 刘宇琦 金子琪 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期175-183,共9页
为了精确地利用雷达回波信号反演降雪粒子的微观物理参数,建立满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型,利用XFDTD软件计算了这两类非球形冰晶粒子群模型在94 GHz频率下的雷达散射截面,分别为-37.690 0和-40.301 0dB·m^2,与简... 为了精确地利用雷达回波信号反演降雪粒子的微观物理参数,建立满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型,利用XFDTD软件计算了这两类非球形冰晶粒子群模型在94 GHz频率下的雷达散射截面,分别为-37.690 0和-40.301 0dB·m^2,与简单叠加计算的结果对比后发现绝对误差分别达到0.334 4和0.733 7 dB.在冰水含量一定时,满足Gamma谱分布的两类非球形降雪粒子群模型在分别考虑多次散射和单次散射下雷达反射率因子的绝对误差分别为0.334 6和0.733 7 dB,因此粒子群的多次散射效应在实际气象探测中必须加以考虑. 展开更多
关键词 时域有限差分法 广义洛伦兹Mie理论 冰晶粒子 雷达散射截面 多次散射
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超强激光照射三维时变等离子体散射新机制 被引量：3
13
作者 高海林 郝东山 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期759-763,共5页
应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,... 应用多光子非线性Compton散射模型和电流密度拉普拉斯变换改进的时域有限差分法,研究了超强激光照射三维时变等离子体的散射特性,提出了Compton散射光是影响等离子体散射的新机制,给出了该等离子体散射截面和频率随时间变化的修正方程,并进行了数值仿真.结果表明:与Compton散射前相比,Compton散射使等离子体散射截面增大,且随频率增大迅速衰减.这是因散射使等离子体中电子从耦合激光场中获得更多能量,从而导致电子被耦合场俘获的缘故;使瞬变等离子体最大频率随时间呈准直线缓慢下降趋势.这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼效应增强,从而导致电子能量衰减、频率下降的缘故;使缓变等离子体频率随时间缓慢增大.这是因散射使等离子体中电子辐射阻尼增大效应减弱了频率增大的缘故. 展开更多
关键词 三维时变等离子体 耦合 电流密度 拉普拉斯变换 时域有限差分法 COMPTON散射
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利用多种变换实现磁化等离子体的时域数值仿真 被引量：1
14
作者 刘波 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期16-20,共5页
基于场量D-E(电位移矢量-电场场强)的本构关系,通过综合利用时域、频域和Z变换域之间的关系导出一种磁化等离子体电磁特性的时域建模方法(称为多变换域方法),该方法避免了在时域数值方法中增加涉及感生电流的数值迭代公式,也无须对各种... 基于场量D-E(电位移矢量-电场场强)的本构关系,通过综合利用时域、频域和Z变换域之间的关系导出一种磁化等离子体电磁特性的时域建模方法(称为多变换域方法),该方法避免了在时域数值方法中增加涉及感生电流的数值迭代公式,也无须对各种数值方法的基本迭代方程进行改动。同时,运用时域和频域的关系推导出辅助差分方程法对磁化等离子体进行时域建模的方法。将以上两种方法应用于时域有限差分法的三维数值仿真,计算结果具有较好的一致性。但由于ADE方法引入较多近似误差,故而变换域方法较其更加准确。 展开更多
关键词 时域有限差分法 等离子体 Z变换 散射 雷达截面
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任意磁化方向下磁等离子体电磁散射分析
15
作者 王祎君 杨利霞 +1 位作者 谢应涛 王刚 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期24-26,31,共4页
基于电流密度拉普拉斯变换FDTD(CDLT-FDTD)方法,计算并验证了一维情况下的法拉第旋转效应、三维情况下磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),与其他方法计算结果一致。通过该方法计算并分析了任意磁化方向下磁等离子体涂敷准火箭模型... 基于电流密度拉普拉斯变换FDTD(CDLT-FDTD)方法,计算并验证了一维情况下的法拉第旋转效应、三维情况下磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),与其他方法计算结果一致。通过该方法计算并分析了任意磁化方向下磁等离子体涂敷准火箭模型的后向RCS的变化情况,计算结果表明磁化等离子体能有效减小目标的RCS。 展开更多
关键词 任意磁化方向等离子体 时域有限差分方法 法拉第旋转效应 雷达散射截面(RCS)
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Compton散射对时变非磁化等离子体光子晶体禁带的影响
16
作者 郝晓飞 孔银昌 郝东山 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期27-31,共5页
应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对Compton散射对时变非磁化等离子体光子晶体禁带的影响进行了研究,提出了将多光子非线性Compton散射电磁波和入射电磁波作为等离子体光子晶体产生光子禁带的新机制,给出了电磁场的Max... 应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对Compton散射对时变非磁化等离子体光子晶体禁带的影响进行了研究,提出了将多光子非线性Compton散射电磁波和入射电磁波作为等离子体光子晶体产生光子禁带的新机制,给出了电磁场的Maxwell方程组和叠代方程的修正方程,并进行了数值模拟。结果表明,Compton散射使等离子体禁带宽随等离子体上升时间的增大比散射前有明显减小而最后趋于定值,均匀等离子体透射率峰值比线性等离子体增大得更多,利用Compton散射可实现对光子禁带的控制。 展开更多
关键词 时域有限差分法 非磁化等离子体光子晶体 禁带 多光子非线性COMPTON散射
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Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙的影响 被引量：2
17
作者 冯刚 高丽娜 郝东山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1071-1075,共5页
应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对多光子非线性Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙特性的影响进行了研究,提出将入射和散射光作为形成光子带隙的新机制,对电磁波方程进行了修正.结果表明:与Compton散射前... 应用多光子非线性Compton散射模型和时域有限差分法,对多光子非线性Compton散射对非均匀等离子体光子晶体光子带隙特性的影响进行了研究,提出将入射和散射光作为形成光子带隙的新机制,对电磁波方程进行了修正.结果表明:与Compton散射前相比,散射使电磁波幅值衰减更快;随等离子体密度增加,透射谱禁带宽度几乎无变化,其中心频率向高频方向有明显移动,向上的峰值有较大增加,反射谱向下的峰值有明显减小;随温度增加,透射谱禁带宽明显减小,向上的峰值略有减小,透射能量有所降低;随两种介质介电系数比增加,光子禁带数增加,且带隙间距显著减小. 展开更多
关键词 等离子体光子晶体 光子带隙 时域有限差分法 多光子非线性COMPTON散射
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液晶环境下金纳米柱的表面等离子体特性研究 被引量：1
18
作者 谢国大 王丽华 +2 位作者 李小飞 黄志祥 吴先良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期27-32,共6页
为了有效研究液晶环境对金属纳米结构表面等离子体的调制作用,基于时域有限差分方法,对液晶环境下金纳米柱结构进行了建模,上下边界采用完全吸收边界条件,四周为周期边界条件.数值模拟了液晶厚度、倾角、光栅距离以及周期结构等参数对... 为了有效研究液晶环境对金属纳米结构表面等离子体的调制作用,基于时域有限差分方法,对液晶环境下金纳米柱结构进行了建模,上下边界采用完全吸收边界条件,四周为周期边界条件.数值模拟了液晶厚度、倾角、光栅距离以及周期结构等参数对金纳米柱的消光特性的调制作用.分析结果表明:随着液晶光轴角度增加,谐振波长出现红移现象,且调制范围为40nm;光栅距离越大,金纳米柱之间的相互作用越弱,谐振波长越小;增加周期长度,谐振波长红移,且随着周期长度增加,次峰作用越明显.利用液晶光学性质可调节金属纳米结构的表面等离子体特性,结果对液晶环境中表面等离子体结构在新的光子器件等方面的研究提供了理论依据. 展开更多
关键词 光学特性 表面等离子体 时域有限差分方法 金纳米柱 液晶 消光特性 光子器件
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太赫兹波在高超声速目标等离子体鞘套中的传输特性 被引量：1
19
作者 董秦鲁 韩一平 张启凡 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期258-266,共9页
高超声速飞行器在临近空间飞行过程中会产生等离子体鞘套,这种等离子体鞘套的存在会严重干扰地面与飞行器之间的通信。针对这一问题,在计算球锥流场的基础上,根据流场温度、压强分布以及空气离解反应模型建立了等离子体鞘套模型,并基于... 高超声速飞行器在临近空间飞行过程中会产生等离子体鞘套,这种等离子体鞘套的存在会严重干扰地面与飞行器之间的通信。针对这一问题,在计算球锥流场的基础上,根据流场温度、压强分布以及空气离解反应模型建立了等离子体鞘套模型,并基于时域有限差分方法研究了不同飞行速度、不同入射角度下太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性。结果表明,在不同的飞行速度和入射角度下,太赫兹波都可以有效地穿透等离子体鞘套。该研究对实现临近空间与高超声速飞行器的通信具有重要意义。 展开更多
关键词 光电子学 传输特性 时域有限差分方法 等离子体鞘套
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非均匀等离子体覆盖下目标流场的透射特性研究
20
作者 牛骏 赵志钦 +2 位作者 杨伟 陈祝明 刘昱朗 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期194-197,共4页
分析等离子体对电磁波的透射特性时,一般可以对等离子体鞘套进行分层处理,根据各层的媒质特性大致确定测控信号相位和幅度的变化,该方法通常只能处理空间结构分布相对简单的媒质,无法精确地分析复杂绕流流场。针对覆盖于目标的非均匀等... 分析等离子体对电磁波的透射特性时,一般可以对等离子体鞘套进行分层处理,根据各层的媒质特性大致确定测控信号相位和幅度的变化,该方法通常只能处理空间结构分布相对简单的媒质,无法精确地分析复杂绕流流场。针对覆盖于目标的非均匀等离子体鞘套,采用色散媒质的时域有限差分方法较为准确地计算和分析了等离子体鞘套对不同频段测控信号的透射特性的影响。该方法具有计算精度高、可移植性强等优点;同时,所得到的数值分析结果对实际工程应用有一定的参考价值。 展开更多
关键词 色散媒质 时域有限差分方法 等离子体鞘套 透射特性
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