第一章 概述 1
1.1 “黑障”问题 1
1.2 等离子体鞘套电波传播与通信技术研究进展 3
1.2.1 等离子体鞘套下电磁波传播理论研究进展 3
1.2.2 等离子体鞘套下电波传播计算方法进展 4
1.2.3 等离子体鞘套下通信技术研究进展 6
1.2.4 等离子体鞘套地面模拟与实验进展 7
1.2.5 等离子体鞘套电磁传播飞行试验 9
1.3 缓解“黑障”的方法及发展趋势 11
1.3.1 缓解“黑障”方法回顾 11
1.3.2 缓解“黑障”新技术发展及趋势 13
参考文献 15
第二章 等离子体鞘套的形成机理与地面模拟技术 20
2.1 等离子体鞘套的形成机理和主要参数 20
2.1.1 高温气体电离的机理和主要过程 20
2.1.2 等离子体的物理模型和主要参数 24
2.2 典型飞行器高速绕流场特征及等离子体鞘套参数特征 27
2.2.1 锥形飞行器的绕流场特征 27
2.2.2 钝头-柱形飞行器的绕流场特征 29
2.2.3 扁平盾形飞行器的流场特征 30
2.2.4 典型飞行器等离子体鞘套参数特征 31
2.3 等离子体的参数诊断技术 35
2.3.1 朗缪尔探针法 35
2.3.2 微波诊断法 41
2.3.3 光学诊断法 44
2.4 等离子体鞘套地面模拟实验技术 46
2.4.1 激波管实验技术 46
2.4.2 弹道靶实验技术 49
2.4.3 电弧／等离子体风洞实验技术 50
2.4.4 其他实验技术 51
2.5 低温辉光等离子产生技术 53
2.5.1 大面积均匀非磁化等离子体产生技术 53
2.5.2 环形扩散式等离子发生器设计 59
2.5.3 等离子发生器的参数 65
2.5.4 等离子体参数快速控制技术 69
2.5.5 模拟能力与真实性分析 73
参考文献 82
第三章 等离子体电磁波传播理论 85
3.1 等离子体与电磁波的作用机理 85
3.1.1 等离子与电磁波作用的主要物理过程 85
3.1.2 等离子体的介质特性 88
3.2 等离子体电磁波传播理论 98
3.2.1 等离子体电磁波传播模型 98
3.2.2 等离子体电磁波传播特性 99
3.2.3 等离子体的去极化效应 101
3.3 等离子体电磁波传播计算方法 102
3.3.1 等效波阻抗法 102
3.3.2 等效传输线法 106
3.3.3 射线跟踪法 108
3.3.4 时域有限差分方法 110
3.3.5 等离子体电磁波传播计算 116
3.4 等离子体电磁波传播实验 119
3.4.1 等离子体电磁波传播实验方法 120
3.4.2 典型频段的电磁波传播实验 123
参考文献 127
第四章 电磁波在等离子体鞘套中的传播特性 129
4.1 微波电磁波在典型再入过程等离子体鞘套下的传播特性 129
4.1.1 典型再入过程电磁波传播的幅相特性 129
4.1.2 典型再入过程电磁波传播的极化失配特性 136
4.2 LF-HF频段电磁波在等离子体鞘套下的传播特性 147
4.2.1 等离子体鞘套中低频电磁波传播模型 147
4.2.2 LF-HF频段电磁波在等离子体鞘套中的低衰减特性 156
4.3 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播特性 163
4.3.1 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播计算方法 163
4.3.2 等离子体鞘套动态特征下的电磁波寄生调制特性 167
参考文献 170
第五章 动态等离子体鞘套信道建模方法与信道特性 171
5.1 高超声速飞行器链路特性 171
5.1.1 高超声速飞行器复杂电磁环境 171
5.1.2 高超声速飞行器链路特性 173
5.2 动态等离子体鞘套信道建模方法和信道模型 180
5.2.1 动态等离子体鞘套信道特征 181
5.2.2 动态等离子体鞘套非平稳信道建模方法 182
5.2.3 高超声速动态等离子体鞘套信道模型 192
5.3 动态等离子体鞘套信道测量方法 198
5.3.1 等离子体鞘套信道测量及信道参数提取方法 199
5.3.2 等离子体鞘套信道测量方法仿真实验 204
5.3.3 动态等离子体鞘套信道地面模拟实验 220
5.4 高超声速飞行器综合信道特性 224
5.4.1 高超声速飞行器空间信道特性 224
5.4.2 高超声速飞行器综合信道模型 229
参考文献 234
第六章 等离子体鞘套通信适应性技术 238
6.1 动态等离子体鞘套下测控通信信号的传输特性 238
6.1.1 动态等离子体鞘套对MPSK信号的影响 239
6.1.2 动态等离子体鞘套对FSK信号的影响 246
6.1.3 动态等离子体鞘套对Multi-h CPM信号的影响 249
6.2 动态等离子体鞘套中通信信号传输实验 253
6.2.1 实验原理与实验方法 254
6.2.2 MPSK／FSK／Multi-h CPM信号实验 256
6.3 基于驻波检测的等离子体鞘套下自适应通信技术 266
6.3.1 等离子体鞘套下自适应码率通信技术 267
6.3.2 基于信息分级的等离子体鞘套下通信编码技术 272
6.4 动态等离子体鞘套下调相信号自适应判决方法 276
6.4.1 基于支持向量机自适应判决方法 277
6.4.2 基于谱聚类自适应判决方法 283
参考文献 287
第七章 等离子体鞘套下天线特性及补偿方法 289
7.1 等离子体对天线辐射特性的影响机理 289
7.1.1 多层有耗介质覆盖下天线特性分析方法 289
7.1.2 等离子体对天线特性影响分析 292
7.2 等离子体鞘套下天线电磁计算模型与计算方法 293
7.2.1 等离子体鞘套下天线特性计算模型 294
7.2.2 等离子体鞘套下天线特性计算方法 296
7.3 典型再入等离子体鞘套覆盖下的天线特性 298
7.3.1 阻抗与工作频点偏移特性 298
7.3.2 空域辐射功率特性 302
7.3.3 空域极化特性 305
7.4 等离子体鞘套下天线阻抗自适应补偿技术 307
7.4.1 基于“双邻频点”的天线阻抗补偿的原理 308
7.4.2 等离子体鞘套下天线阻抗在线测量方法 308
7.4.3 等离子体鞘套下天线阻抗自动匹配方法 310
7.4.4 天线阻抗自适应补偿实验 311
参考文献 316
第八章 等离子体鞘套电磁调控削弱方法 318
8.1 等离子体鞘套磁场抑制方法 318
8.1.1 磁化等离子体的电磁波传播机理及介质特性 318
8.1.2 磁化等离子体的电磁波传播特性 320
8.1.3 非均匀磁场引起的带阻效应 325
8.2 基于正交电磁二维场的等离子体鞘套局部削弱方法 335
8.2.1 正交电磁二维场与等离子体的作用机理 335
8.2.2 正交电磁二维场的物理模型建立 337
8.2.3 正交电磁二维场抑制效果数值模拟与分析 341
8.3 基于时变电磁场的等离子体鞘套局部削弱方法 351
8.3.1 基于脉冲磁场的等离子体鞘套削弱方法 351
8.3.2 基于行波磁场的等离子体鞘套削弱方法 353
参考文献 356
附录A符号说明 358
附录B主要词汇 362
附录C RAM-C飞行器在不同高度下的电子密度分布 364
彩图 369