[發明專利]一種測試等離子體對空間通信信號特征影響的方法

有效

• 申請號: 201210122094.0
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102724003A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 鄔潤輝;奚敏;劉洪艷;孟剛;劉佳琪;于哲峰;常青;江志燁;李乙洲;李宏杰;袁雷;徐勇;李育龍
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本發明涉及一種測試等離子體對空間通信信號特征影響的方法，尤其涉及一種測試確定特性參數任意分布等離子體區域對空間傳輸通信信號特征影響的方法，屬于通信信號測試技術領域。

背景技術

等離子體對空間傳輸通信信號特征影響的機理研究結果表明，一定特性參數及其空間分布、一定空間尺度的等離子體區域能夠對在其中傳輸的不同調制形式、不同載波頻率的通信信號特征產生不同形式的改變，包括等離子體對空間傳輸信號的全屏蔽、對經等離子體區域透射信號頻域和時域特征的改變，由于等離子體區域對空間傳輸通信信號特征的改變會導致通信系統工作的異常。為了能夠通過地面原理驗證試驗進一步驗證等離子體對空間傳輸通信信號特征影響原理可行性，必須開展等離子體對空間傳輸通信信號特征影響的地面試驗研究。

西北工業大學航天學院朱冰等開展了“真空環境中等離子體噴流對反射電磁波衰減的實驗研究工作”，發表于《物理學報》，主要研究了真空環境中微波源生成的等離子體噴流對反射電磁波衰減的實驗研究。實驗結果表明，采用傳輸線測量方法能夠有效地獲得等離子體對反射電磁波的衰減；在5GHz附近，以氬氣為工質，流量為52.5mg/s時，52W微波功率在真空環境中產生的等離子體噴流能對反射電磁波產生最大的衰減；增加微波功率、降低真空環境壓強可以提高等離子體對反射電磁波的衰減，要使等離子體能夠對反射電磁波產生最大的衰減，必須選取合適的發生器參數。

西北工業大學航天學院楊涓等開展了“外加磁場微波等離子體噴流對平面電磁波衰減的實驗研究”，發表于《物理學報》，主要采用了空間透射波測量方法研究透波密閉石英玻璃容器內等離子體噴流對垂直和水平極化電磁波的衰減，在有和無外加磁場條件下分析實驗參數對等離子吸波效應的影響，分析等離子體的吸波機理。實驗結果表明在非磁和本實驗條件下，平面電磁波在等離子體中的衰減機理為碰撞吸收；在有磁和本實驗條件下，平面電磁波在磁等離子體中的衰減機理同樣為碰撞吸收，但是外加磁場的存在有限地改善了等離子體的吸波效應.為了使磁等離子體最有效地吸收電磁波，應該提高磁場感應強度，把高頻混雜頻率提高到測試微波頻率范圍內，或降低微波測試頻率至本實驗中的高混雜頻率附近。

南京理工大學何湘等開展了“等離子體用于腔體的雷達散射截面減縮的實驗研究”，發表于《強激光與粒子束》，利用熒光燈等離子體管覆蓋金屬腔體內壁，測量了筒狀等離子體覆蓋的金屬腔體對電磁波的回波衰減。測試結果表明：金屬圓筒內壁的等離子體能夠有效吸收0.80～1.75GHz波段的入射波，入射電磁波的回波衰減值為5～25dB；當入射電磁波頻率接近1.75GHz時，回波衰減最為強烈，在入射角度為10°時，吸收峰值可達26.71dB，因此選擇合適的電磁波入射角度，能夠使等離子體對微波的吸收達到峰值。理論分析了影響等離子體對電磁波衰減的主要因素。結果表明：等離子體可有效縮減腔體結構的雷達散射截面面積，因此在進氣道等腔體結構的隱身方面具有一定的應用前景。

國防科技大學戴晴等開展了“低溫等離子體激勵寬帶電磁波信號的實驗研究”，發表于《電子信息對抗技術》，介紹了用不同于常規炸藥的工質爆炸可以產生具有很寬頻譜的電磁輻射。用四個寬帶天線對球形工質產生電磁輻射從不同方向進行了接收測量，并對信號作了頻譜分析。此外，對爆燃型工質產生電磁輻射的機理進行了理論探討。

西北工業大學和中國空氣動力研究與發展中心超高速所曾學軍等開展了“大氣環境中噴流等離子體隱身試驗研究與分析”，發表于《實驗流體力學》，介紹了噴流等離子體隱身技術的原理性試驗及其數值計算。試驗是在大氣環境中利用微型固體火箭發動機作為等離子體發生器，選擇不同的發動機參數和推進劑控制發動機產生不同的噴流等離子體。在小雙站角方式下，使用X波段連續波雷達系統測量了不同的噴流等離子體覆蓋金屬目標表面時的微波散射功率。試驗結果表明，等離子體層厚度為9cm、電子密度分布接近為高斯分布、電子與中性氣體的碰撞頻率為高斯分布、峰值電子密度為10¹²cm^-3量級、峰值碰撞頻率為2.2×10¹¹Hz的噴流等離子體對X波段微波具有明顯的吸收作用，平均吸收達到90％。