返回式航天器动态等离子体低频电磁波信道特性研究

考虑低频电磁波在等离子体鞘套下强穿透能力,低频法被认为是一种缓解黑障影响的可行方法。现有研究建立了低频电磁波在稳态等离子体鞘套下衰减模型,但是忽略了动态等离子体信道对信号的影响,缺乏对该信道特性的深入认识。因此,对动态等离子体低频电磁波信道特性开展研究,以动态等离子体信道响应为基础,结合有色高斯分布时变电子密度模型,建立了动态等离子体信道统计模型,获得了该信道一阶统计特性,幅度概率密度函数P_(r)(r)为幂函数-高斯函数结合分布,相移概率密度函数P_(φ)(φ)为正切函数-高斯函数结合分布,功率谱密度函数S_(Hi)(ω)为有色噪声分布。为验证该信道统计模型有效性,开展多种状态的数值仿真(电子密度10^(18)~10^(19)/m^(3),碰撞频率1~5 GHz,低频电磁波频率1~30 MHz),仿真结果与理论结果高度吻合。随着电子密度从10^(18)/m^(3)增大10^(19)/m^(3),幅度、相移随机波动程度增强,P_(r)(r)均值μ_(r)从1.33增大至34.04,标准差σ_(r)从0.13增大至14.34;P_(φ)(φ)均值μ_(φ)从0.58增大至5.81,标准差σ_(φ)从0.11增大至1.19,功率谱发生衰减和展宽现象。刻画的动态等离子体低频电磁波信道,对低频通信调制算法设计和性能评估具有重要意义。

临近空间高超声速飞行器黑障问题研究综述

首先对国内外黑障问题研究历史进行了回顾,然后从等离子体鞘套形成机理和基本特征、电波传播机理及信道特征等方面阐述了高超声速飞行器黑障问题的成因。随后,着重介绍了等离子体流场和电波传播数值模拟方法并分析了方法的适用性。进一步对等离子体地面模拟方法和诊断技术进行了概述,并对国内外地面黑障实验结果进行了详细分析。在此基础上,针对临近空间高超声速飞行器的特点,采用层次分析法(AHP)对现有黑障消除技术进行了评估,给出了目前工程实用方法、近期可能实现的工程实用解以及未来具有应用潜力的消除技术。最后,对黑障问题后续研究方向提出了几点建议。

近空间高超音速飞行器射频通信“黑障”研究

飞行器在临近空间高超音速飞行中可能出现的"黑障"现象对测控系统提出了巨大的挑战。在分析飞行器表面等离子的构成以及造成射频信号衰减因素的基础上,构建了射频通信"黑障"效应研究的总体框架,提炼了关键技术并给出解决方案与初步分析结果,可为相关试验提供参考与建议。

气动电磁学概念探讨及若干研究进展介绍

目前国内外一些热点研究方向,如再入/临近空间高超声速飞行器电磁散射特性、通信中断、气动隐身一体化、等离子体隐身、等离子体流动控制和电磁推进研究,既涉及到空气动力学又涉及到电磁学,形成气动电磁学这一交叉领域。本文从概念定义、典型应用领域、主要机理问题、试验设备和测量仪器等方面对气动电磁学进行了探讨。建议在基础理论、数值模拟、试验设备与测试技术等方面加大气动电磁学研究力度,促进气动电磁学在航空航天领域的应用。

浅析“嫦娥五号”回家之路

从科普角度,浅析"嫦娥五号"的跳跃式再入轨道,说明再入地球大气层期间遭遇的"热障"和"黑障"问题及解决途径。