[發明專利]一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法

在審

• 申請號: 202211450513.3
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115758849A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王祖宇;殷紅成;楊麗霞;陳偉;黨訓旺
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F17/11;G06F17/15;G06F119/14
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及電磁特性技術領域，特別涉及一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法。本發明實施例提供了一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法，包括：將玻爾茲曼方程和FPL碰撞模型結合，得到包括電子分布函數的結合方程；根據所述結合方程計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式；其中，所述等離子體為全電離塵埃等離子體；根據所述介電常數表達式計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減系數；根據所述衰減系數計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減特性。本發明實施例提供了一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法，能夠計算出THz圓極化波在等離子體中的衰減特性。

技術領域

本發明涉及電磁特性技術領域，特別涉及一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法。

背景技術

電磁波與塵埃等離子體之間的相互作用的研究對空間通信、再入物理學和實驗室物理學等有重要意義。

現有技術中，淡荔等人基于FPL模型利用傳輸矩陣法分析了電磁波在全電離塵埃等離子體中的傳播特性。但是，之前的研究大多沒有考慮到磁場對電磁波在塵埃等離子體中傳播特性的影響，不管是地磁場還是人為外加磁場，電磁波在特定環境傳輸過程中都會受其干擾，又因為THz圓極化波在傳播、通訊和雷達探測等領域具有重要意義，因此，缺乏一種計算THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的方法。

發明內容

本發明實施例提供了一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法，能夠計算出THz圓極化波在等離子體中的衰減特性。

本發明實施例提供了一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法，包括：

將玻爾茲曼方程和FPL碰撞模型結合，得到包括電子分布函數的結合方程；

根據所述結合方程計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式；其中，所述等離子體為全電離塵埃等離子體；

根據所述介電常數表達式計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減系數；

根據所述衰減系數計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減特性。

在一種可能的設計中，所述結合方程如下：

其中，n_i是離子的密度，z_i是離子的帶電荷量，m_e表示電子的質量，(e/m_e)·(E+v×B)表示自由電子受到的外界作用力，lnΛ是一個大約在10到20的常數，f_e是電子分布函數，C_ee(f_e)是FPL碰撞模型中電子間的碰撞因子，v表示帶電粒子的速度，T是溫度，I是電流，E是電場強度，B是磁場強度，e是電子的電荷量，ε₀為自由空間中的介電常數，t是時間。

在一種可能的設計中，所述根據所述結合方程計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式，包括：

根據所述結合方程計算出電子分布函數中的擾動項；

根據所述擾動項計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式。

在一種可能的設計中，所述根據所述擾動項計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式，包括：

根據所述擾動項計算出碰撞電流，所述碰撞電流經過電子與離子屏蔽庫倫勢多次小角度碰撞后產生；

根據所述碰撞電流計算出碰撞介電常數；

根據所述擾動項計算出充電電流，所述充電電流經過電子與塵埃顆粒碰撞后被吸附而產生；

根據所述充電電流計算出充電介電常數；