等离子体鞘套局部电磁传输通道法
2021年电子技术应用第8期
杨 鑫1，2，3
1.贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳550025；2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州 贵阳550025； 3.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室，贵州 贵阳550025
摘要： 根据RAM-C高超音速飞行试验数据，给出一种鞘套反演建模法，能够以一维实验数据，构建三维局部电磁传输通道。在此基础上，采用非均匀介质射线跟踪法，研究鞘套对L和S波段部分频点的能量传输干扰。研究发现，在所关注频段，鞘套显示出一些新的影响特征，例如传输汇集效应，电磁能量在局域具有沿特定方向传输的现象。该研究结果可进一步促进对电波在鞘套中传播行为的理解，也为相关问题研究提供了一种更贴近实际物理背景的建模方法。
中图分类号： TN014
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211294
中文引用格式： 杨鑫. 等离子体鞘套局部电磁传输通道法[J].电子技术应用，2021，47(8)：7-10，19.
英文引用格式： Yang Xin. Method of the local EM transmission channel for plasma sheath[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：7-10，19.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211294
中文引用格式： 杨鑫. 等离子体鞘套局部电磁传输通道法[J].电子技术应用，2021，47(8)：7-10，19.
英文引用格式： Yang Xin. Method of the local EM transmission channel for plasma sheath[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：7-10，19.
Method of the local EM transmission channel for plasma sheath
Yang Xin1，2，3
1.College of Big Data and Information Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China； 2.Engineering Research Center of Semiconductor Power Device Reliability，Ministry of Education，Guiyang 550025，China； 3.Key Laboratory of Micro-Nano Electronics and Software Technology of Guizhou Province，Guiyang 550025，China
Abstract： According to RAM-C experimental data, an inversion modeling method for plasma sheath is presented, which provides a new way to construct the three-dimensional(3D) local transmission channel from one-dimensional(1D) sheath data. Then, the ray tracing method is used to study the energy transmission interference of the plasma sheath to some frequency points at L and S bands. Finally, the investigation shows some new propagation behaviors，such as the transmission convergence effect, where the EM energy is locally transmitted in a specific direction. The results can further promote the understanding on sheath interference, and provide a new modeling method for the actual physical modeling of related problems.
Key words : experimental data；EM modeling；electromagnetic waves propagation
0 引言
等离子体鞘套建模是高超音速飞行领域的重要问题，只有获取可靠的鞘套模型，才能全面了解和掌握鞘套的电磁传输特性，进一步为缓解通信黑障提供条件[1-3]。但多年来，因受制于实验条件，人们主要从仿真角度研究鞘套建模问题[4-6]。这些研究的出发点是Navier-Stokes方程，结合具体条件解该方程，获得鞘套数值模型。此方法的优势在于，摆脱了物理实验对研究的束缚，同时易于研究各种环境下鞘套的基本特征。可是它也有不足之处，譬如，难以模拟实际高超音速飞行环境，且仿真模型往往限于钝头和尖头等简单小尺度几何模型[7]。实际上，自21世纪70年始，美国在高超音速方面开展了一系列飞行实验[8-9]，所得数据目前已对公众开放，只是实验采集的仅有一维数据，这种数据形式无疑限制了它的应用范围。因此，主要在研究鞘套的一维传输特性时[10-12]，这些数据才有被用到。
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作者信息：
杨 鑫1，2，3
(1.贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳550025；2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州 贵阳550025；
3.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室，贵州 贵阳550025)
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