復(fù)雜電磁環(huán)境下信道非線性效應(yīng)研究.pdf

1、隨著人類對地球空間環(huán)境利用的逐步深入，導(dǎo)航定位技術(shù)、載人航天技術(shù)的發(fā)展，使得對等離子體的研究變得日益迫切。在實(shí)際應(yīng)用中，電磁波信號穿透電離層等離子體產(chǎn)生各種非線性效應(yīng)，是無線通信的主要誤差源之一。另一方面，利用等離子體非線性效應(yīng)，是解決高速飛行器再入過程中出現(xiàn)黑障通信問題的有效方法。
　　復(fù)雜電磁環(huán)境下信道非線性效應(yīng)研究以空間等離子體形成的無線信道為研究對象。無論是地球空間的電離層等離子體，還是飛行器再入過程形成的等離子體鞘層，都

2、是無線信道的重要組成部分之一?；诖耍疚脑诘入x子體非線性本質(zhì)特性、非線性效應(yīng)以及非線性效應(yīng)應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)分析和數(shù)值仿真。研究結(jié)果表明，等離子體非線性效應(yīng)不僅存在著諸如波的斷裂、波的自相互作用等不利的一面，而且還存在著利用互作用非線性效應(yīng)解決黑障通信問題等有利的一面。本文包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　1．等離子體理論。介紹了空間等離子體的結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理，復(fù)雜電磁環(huán)境對空間等離子體的影響，等離子體振蕩以及麥克斯韋速

3、率分布。
　　2．等離子體中波的傳播特性。詳細(xì)推導(dǎo)分析了等離子體的介電常數(shù)，闡明了等離子體的非線性本質(zhì)；詳細(xì)推導(dǎo)分析了電磁波衰減常數(shù)與等離子體特征頻率、碰撞頻率以及電磁波頻率的關(guān)系并給出了數(shù)值仿真；詳細(xì)分析研究了飛行器再入過程出現(xiàn)黑障現(xiàn)象的原因，并給出了數(shù)值仿真。
　　3．等離子體中兩類不利于波傳播的非線性效應(yīng)。詳細(xì)分析研究了波的斷裂、波的自相互作用兩類非線性效應(yīng)的原理，并給出了數(shù)值仿真。
　　4．等離子體中波的互作用