[发明专利]一种测试等离子体对空间通信信号特征影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试等离子体对空间通信信号特征影响的方法，尤其涉及一种测试确定特性参数任意分布等离子体区域对空间传输通信信号特征影响的方法，属于通信信号测试技术领域。

背景技术

等离子体对空间传输通信信号特征影响的机理研究结果表明，一定特性参数及其空间分布、一定空间尺度的等离子体区域能够对在其中传输的不同调制形式、不同载波频率的通信信号特征产生不同形式的改变，包括等离子体对空间传输信号的全屏蔽、对经等离子体区域透射信号频域和时域特征的改变，由于等离子体区域对空间传输通信信号特征的改变会导致通信系统工作的异常。为了能够通过地面原理验证试验进一步验证等离子体对空间传输通信信号特征影响原理可行性，必须开展等离子体对空间传输通信信号特征影响的地面试验研究。

西北工业大学航天学院朱冰等开展了“真空环境中等离子体喷流对反射电磁波衰减的实验研究工作”，发表于《物理学报》，主要研究了真空环境中微波源生成的等离子体喷流对反射电磁波衰减的实验研究。实验结果表明，采用传输线测量方法能够有效地获得等离子体对反射电磁波的衰减；在5GHz附近，以氩气为工质，流量为52.5mg/s时，52W微波功率在真空环境中产生的等离子体喷流能对反射电磁波产生最大的衰减；增加微波功率、降低真空环境压强可以提高等离子体对反射电磁波的衰减，要使等离子体能够对反射电磁波产生最大的衰减，必须选取合适的发生器参数。

西北工业大学航天学院杨涓等开展了“外加磁场微波等离子体喷流对平面电磁波衰减的实验研究”，发表于《物理学报》，主要采用了空间透射波测量方法研究透波密闭石英玻璃容器内等离子体喷流对垂直和水平极化电磁波的衰减，在有和无外加磁场条件下分析实验参数对等离子吸波效应的影响，分析等离子体的吸波机理。实验结果表明在非磁和本实验条件下，平面电磁波在等离子体中的衰减机理为碰撞吸收；在有磁和本实验条件下，平面电磁波在磁等离子体中的衰减机理同样为碰撞吸收，但是外加磁场的存在有限地改善了等离子体的吸波效应.为了使磁等离子体最有效地吸收电磁波，应该提高磁场感应强度，把高频混杂频率提高到测试微波频率范围内，或降低微波测试频率至本实验中的高混杂频率附近。

南京理工大学何湘等开展了“等离子体用于腔体的雷达散射截面减缩的实验研究”，发表于《强激光与粒子束》，利用荧光灯等离子体管覆盖金属腔体内壁，测量了筒状等离子体覆盖的金属腔体对电磁波的回波衰减。测试结果表明：金属圆筒内壁的等离子体能够有效吸收0.80～1.75GHz波段的入射波，入射电磁波的回波衰减值为5～25dB；当入射电磁波频率接近1.75GHz时，回波衰减最为强烈，在入射角度为10°时，吸收峰值可达26.71dB，因此选择合适的电磁波入射角度，能够使等离子体对微波的吸收达到峰值。理论分析了影响等离子体对电磁波衰减的主要因素。结果表明：等离子体可有效缩减腔体结构的雷达散射截面面积，因此在进气道等腔体结构的隐身方面具有一定的应用前景。

国防科技大学戴晴等开展了“低温等离子体激励宽带电磁波信号的实验研究”，发表于《电子信息对抗技术》，介绍了用不同于常规炸药的工质爆炸可以产生具有很宽频谱的电磁辐射。用四个宽带天线对球形工质产生电磁辐射从不同方向进行了接收测量，并对信号作了频谱分析。此外，对爆燃型工质产生电磁辐射的机理进行了理论探讨。

西北工业大学和中国空气动力研究与发展中心超高速所曾学军等开展了“大气环境中喷流等离子体隐身试验研究与分析”，发表于《实验流体力学》，介绍了喷流等离子体隐身技术的原理性试验及其数值计算。试验是在大气环境中利用微型固体火箭发动机作为等离子体发生器，选择不同的发动机参数和推进剂控制发动机产生不同的喷流等离子体。在小双站角方式下，使用X波段连续波雷达系统测量了不同的喷流等离子体覆盖金属目标表面时的微波散射功率。试验结果表明，等离子体层厚度为9cm、电子密度分布接近为高斯分布、电子与中性气体的碰撞频率为高斯分布、峰值电子密度为10¹²cm^-3量级、峰值碰撞频率为2.2×10¹¹Hz的喷流等离子体对X波段微波具有明显的吸收作用，平均吸收达到90％。