[发明专利]一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法和装置

说明书

本发明提供了一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法和装置。所述方法包括：通过朗缪尔探针方式获取目标等离子鞘套电子密度及其分布；根据所述目标等离子鞘套电子密度及其分布，对所述目标等离子体鞘套进行仿真建模，采用高压放电产生的等效等离子体模拟所述目标等离子鞘套；根据高压放电产生的等效等离子体中太赫兹波透射特性等效测量太赫兹波在目标等离子鞘套中的传输特性。本发明解决了目前太赫兹波能量微弱，无法直接获取等离子鞘套中太赫兹波传输特性实验数据的技术瓶颈。实现充分开展太赫兹波在等离子鞘套中传输特性的等效测量目的。

技术领域

本发明涉及太赫兹波传输特性技术领域，特别是涉及一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法和装置。

背景技术

电磁波在传播过程中遇到等离子体鞘套时因被其吸收而衰减，并出现偏折、延时、相移等效应，情况严重时出现“黑障”现象，“黑障”现象的出现给高速飞行器的测控通信、制导带来极大的困难。等离子体之所以可对雷达波隐身，其根本原因在于微波波段电磁波的电场加速等离子体中带电粒子，带电粒子和中性粒子发生碰撞，从而转移从微波电磁波中吸收的能量。由于太赫兹波的频率远大于等离子体的振荡频率，等离子体中的带电粒子来不及响应太赫兹波电磁场的变化，也就是说等离子体中带电粒子没有受到电场的加速作用而消耗太赫兹波的能量，因此从物理机制上太赫兹波穿透等离子体鞘套的技术途径是可行的。

通信“黑障”、等离子体隐身突防、导引头雷达透射等离子体鞘套进行有效寻的应用需求都迫切需要开展等离子体中太赫兹波传播特性测量技术的研究。

目前常见的等离子鞘套的是通过在风洞内高速气流与目标本体的摩擦而产生的，由于等离子体鞘套的存在时间短，只有毫秒量级的驻留时间，难以捕捉，而且太赫兹透射系统往往比较复杂，并且太赫兹信号微弱，要想直接研究风洞中的等离子鞘套十分困难，因此需要想办法根据等离子体的主要指标将等离子鞘套等效出来，并且能够同时做到小型化，可以将其置身于复杂的太赫兹透射测量系统中，以便于开展长期稳定的科学研究。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分问题，提供一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法和装置，解决了目前太赫兹波能量微弱，无法直接获取等离子鞘套中太赫兹波传输特性实验数据的技术瓶颈。实现充分研究太赫兹波在不同密度等离子体中传输特性的目的。

本发明公开了一种等离子鞘套中太赫兹波传输特性等效测量方法，包括：

通过朗缪尔探针方式获取目标等离子鞘套电子密度及其分布；

根据所述目标等离子鞘套电子密度及其分布，对所述目标等离子体鞘套进行仿真建模，采用高压放电产生的等效等离子体模拟所述目标等离子鞘套；

根据高压放电产生的等效等离子体中太赫兹波透射特性等效测量太赫兹波在目标等离子鞘套中的传输特性。

优选地，通过朗缪尔探针方式获取目标等离子鞘套电子密度及其分布包括：

将弹头或返回舱放置于高焓激波风洞中，按照弹头或返回舱的飞行速度，设置风洞中的空气流速，并确定空气喷射脉冲时间和持续时间，产生目标等离子体鞘套；

在所述目标等离子体鞘套的不同位置放置高度不等、呈阶梯状分布的朗缪尔探针，探测得到目标等离子体鞘套不同层点的电子密度值。

优选地，根据所述目标等离子鞘套电子密度及其分布，对所述目标等离子体鞘套进行仿真建模包括：

利用流体软件，结合探测得到目标等离子体鞘套不同层点的电子密度值和弹头或返回舱的外形，对所述目标等离子体鞘套进行仿真建模，根据目标等离子体鞘套的等离子体密度分布特点构建轴对称密度分布的等离子体模型。

优选地，采用高压放电产生的等效等离子体模拟所述目标等离子鞘套包括：

利用高压放电的方式产生与所述目标等离子鞘套电子密度及其分布相应的模拟等离子体；