“再入”飛行器等離子體鞘套的電磁傳播特性仿真

張麗華，馬曉東，彭雪麗

(1.中國人民解放軍91917部隊(duì)，北京102401；2.北京無線電測量研究所，北京100854))

“再入”飛行器等離子體鞘套的電磁傳播特性仿真

張麗華1，馬曉東2，彭雪麗1

(1.中國人民解放軍91917部隊(duì)，北京102401；2.北京無線電測量研究所，北京100854))

研究了一種借助仿真軟件定量分析“再入”飛行器電磁傳播特性方法。從等離子體鞘套的流體特性仿真出發(fā)，得出計(jì)算域內(nèi)的流體特性參數(shù)，再借助編程實(shí)現(xiàn)流體參數(shù)的提取及電磁特性參數(shù)的轉(zhuǎn)換。進(jìn)行了電磁仿真研究，得到了幾個(gè)典型通信頻點(diǎn)的電磁傳播特性，定量得出了透過等離子體鞘套不同區(qū)域的電波傳播透射系數(shù)。文中所提出的仿真分析方法，為定量分析等離子體鞘套引起的通信"黑障"問題提供了一種思路。

等離子體鞘套；黑障；電磁傳播

飛行器“再入”過程中，在其頭部附近會(huì)形成一層高溫電離層，被稱為等離子體鞘層。等離子體鞘套對(duì)電磁波傳播有很大的衰減作用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致通信中斷，即通信“黑障”現(xiàn)象。通信“黑障”一直都是超高聲速飛行技術(shù)中函待解決的難題。目前，國內(nèi)外對(duì)“再入”飛行器表面的等離子體鞘套特性的研究很多，但基本都只是單獨(dú)在電磁學(xué)領(lǐng)域或流體力學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了研究。電磁領(lǐng)域研究中，通常將等離子鞘套中的流體參數(shù)分布簡化成指數(shù)分布、拋物線分布或某些改進(jìn)的函數(shù)分布[1-4]，然后借助解析法或仿真得到的電磁傳播特性[5-6]。而流體力學(xué)領(lǐng)域的研究，則是借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[7-8]或者以單純的流體仿真得到等離子體鞘套的流體特性參數(shù)為主。……