電磁波在強碰撞弱電離等離子體中的衰減.pdf

1、電磁波與等離子體相互作用，特別是電磁波在強碰撞，弱電離等離子體中的傳播和衰減問題，是一個古老但一直很活躍的話題。近些年，尤其是進入到90年代，由于這一領域在等離子體隱身技術、等離子體天線技術以及空間通信等方面的潛在應用而得到了廣泛的關注。 本文分別建立了一維和二維模型來研究電磁波在金屬表面上覆蓋的均勻等離子體層中的功率衰減。文中采用多流體模型來描述等離子體的行為，采用時域有限差分方法，數(shù)值研究了電子比例、電子密度、電子-中性粒子

2、碰撞頻率、等離子體層厚度、入射角和外加磁場對電磁波功率衰減的影響。 第一章，簡要介紹了等離子體的基本概念、電磁波與等離子體相互作用的實際應用領域及其數(shù)值研究方法。 第二章，介紹了時域有限差分方法的基本思想及特點、Maxwell方程在直角坐標系中的離散形式、數(shù)值穩(wěn)定性、吸收邊界條件以及常用的激勵源。 第三章，在一維模型下發(fā)現(xiàn)：電磁波在等離子體中傳播時發(fā)生衰減；等離子體中的電子比例、等離子體層厚度和外加磁場強度越大，

3、電磁波的功率衰減帶寬越大；要實現(xiàn)最佳的功率衰減效果，碰撞頻率必須和系統(tǒng)的其它物理參數(shù)達到合理的匹配，并不是越高越好。 第四章，在二維非磁化模型下發(fā)現(xiàn)：入射角越大，衰減帶寬越大；在給定的入射頻率下，對兩種波模，隨著入射角的增加，衰減峰值都會向低碰撞頻率區(qū)和低電子密度區(qū)移動；對給定的入射頻率，存在一個達到最好衰減效果的最佳碰撞頻率和電子密度；等離子體層越厚，電磁波衰減越強。 第五章，在二維磁化模型下發(fā)現(xiàn)：外加磁場越強，入射角