本文從兩個不同角度出發(fā),利用人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)研究電磁波在等離子體中的傳輸特性,詳細闡述了基于人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁窗天線與周期性等離子體柱狀人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的工作原理以及技術(shù)優(yōu)勢。文章首先介紹了人類對開發(fā)太空資源的迫切需求以及在此過程中面臨的飛行器在再入階段出現(xiàn)的黑障（無線電中斷）問題。概括了面對此問題國內(nèi)外研究機構(gòu)、科研人員提出的解決方案以及采取的技術(shù)手段。分析了現(xiàn)有方案和技術(shù)手段的局限性以及存在的問題,導(dǎo)出課題研究的必要性及意義。根據(jù)飛行器在再入階段出現(xiàn)的黑障問題對等離子體及其與電磁波的互作用機理進行研究。將等離子體介質(zhì)化,建立理論模型。通過模型分析了電磁波在等離子體中的傳輸特性,提出了電磁波在其中的傳輸條件,得出了外加磁場以及入射電磁波頻率對電磁波在等離子體中傳播的影響。合理的解釋了飛行器在再入階段出現(xiàn)的通信中斷問題。然后,通過對人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)以及磁窗天線基本原理的分析,提出將人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)用于磁窗天線的設(shè)計。設(shè)計過程中為滿足飛行器對天線提出的一系列特殊要求采用了微帶天線,通過開槽開縫以及短路加載等技術(shù)手段實現(xiàn)天線小型化。設(shè)計人工介質(zhì)結(jié)構(gòu),使其諧振頻率略大于天線的工作頻率,從而可使得人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)材... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.1 等離子體黑障機理研究發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.2 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)研究發(fā)展與現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 等離子體及其與電磁波互作用機理
    2.1 等離子體理論基礎(chǔ)
        2.1.1 等離子體的存在與產(chǎn)生
        2.1.2 等離子體的電磁模型
    2.2 等離子體與電磁波的互作用機理
        2.2.1 電磁波在等離子體中的傳播
        2.2.2 電磁波在磁化等離子體中的傳播
    2.3 本章小結(jié)
第三章 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于磁窗天線設(shè)計
    3.1 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論
        3.1.1 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的頻率特性
        3.1.2 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的阻抗特性
    3.2 磁窗天線基本理論
    3.3 基于人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁窗天線設(shè)計
        3.3.1 基于人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)微帶天線設(shè)計
            3.3.1.1 開槽開縫對天線性能影響分析
            3.3.1.2 人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)對天線性能影響分析
        3.3.2 磁窗天線于等離子體中的各項性能
    3.4 實驗系統(tǒng)以及與傳統(tǒng)微帶天線的對比測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 等離子體柱狀人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.1 設(shè)計思路
    4.2 建立數(shù)值模型
    4.3 仿真計算
        4.3.1 電磁波在傳統(tǒng)等離子體柱內(nèi)的傳播
        4.3.2 周期性等離子體柱狀人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.4 工程應(yīng)用前景
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本論文工作工結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]太赫茲波在非磁化等離子體中的傳輸特性研究[J]. 鄭靈,趙青,劉述章,邢曉俊.  物理學(xué)報. 2012(24)
[3]等離子體中電磁波傳輸特性理論與實驗研究[J]. 鄭靈,趙青,羅先剛,馬平,劉述章,黃成,邢曉俊,張春艷,陳旭霖.  物理學(xué)報. 2012(15)
[4]毫米波在等離子體中的衰減特性研究[J]. 馬春光,趙青,羅先剛,何果,鄭靈,劉建衛(wèi).  物理學(xué)報. 2011(05)
[5]Wentzel-Kramer-Brillouin and finite-difierence time-domain analysis of Terahertz band electromagnetic characteristics of target coated with unmagnetized plasma[J]. Liu Shaobin1,2, Zhou Tao2, Liu Meilin2 & Hong Wei1 1. State Key Lab. of Millimeter Waves Southeast Univ., Nanjing 210096, P. R. China; 2. Coll. of Information Science & Technology, Nanjing Univ. of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, P. R. China.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2008(01)
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[7]非磁化等離子體中的電子碰撞頻率[J]. 袁忠才,時家明.  核聚變與等離子體物理. 2004(02)
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[10]電磁波在非均勻等離子體中的吸收[J]. 王舸,陳銀華,陸瑋.  核聚變與等離子體物理. 2001(03)

博士論文
[1]圓柱形等離子體與電磁波的相互作用[D]. 張林.北京理工大學(xué) 2016
[2]飛行器再入段電磁波傳播與天線特性研究[D]. 李偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]ZT-FDTD法分析航天器再入等離子鞘套對通信信號的影響[D]. 楊永常.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號：3312428