关于等离子体隐形技术的浅析课件.ppt

,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, 关于等离子体隐形技术的浅析 宣读人： 张磊 P一、引言 所谓等离子体的隐形技术，就是通过电磁 波与等离子体的相互作用，利用等离子体对电 磁波的反射、折射、吸收、变频等，将电磁波 能量衰减，改变电磁波的传播相角，乃至是电 磁波产生绕射，从而达到隐形效果。 本文在理论上从等离子体对电磁波功率的 吸收作用方面进行探讨、分析。所取的电磁波 频段为现役雷达的频率范围（0.5∽10GHz）， 等离子体中的电子与中性气体的碰撞频率为 0.1GHz∽10GHz。 参考书目: 1、等离子体物理学导论 F?F?CHEN 中国科学技术大学(四系教材) 2、电磁波在等离子体中的传播 [苏]:B?JI?金兹堡 科学出版社 3、等离子体物理原理 马腾才、胡希伟、陈银华著 中国科学技术大学出版社1988 4、电磁场与电磁波 谢处方、饶克谨著 高等教育出版社1999.6月第二版 5、电磁波与等离子体的相互作用 孙爱萍、李丽琼、邱孝明、董玉英著 6、电磁场、电磁能和电磁波 [美]:L?M?玛奇德著 高等教育出版社1882.12月第一版 7、未来制造业和加工也中的等离子体 邱孝明 二、电磁波与均匀非磁化等离子体的相互作用 1．基本理论 首先给出电磁波在均匀非磁化等离子体中的麦 克斯韦方程组 对方程组中式（2）求旋度，并利用式（4）得： 利用矢量分析式，并考虑 ，得 ∴可得到电磁波在均匀非磁化等离子体中的传播方程 由于 电 磁 波 的一般解 都可以用平面波分量的傅立叶积分 来展开，这里仅以平面电磁波与等离子体的相互作用为例， 假设电磁波沿X轴正向传播，则： 式中 为电磁波的角频率； 为传播常数，有式（5）和式 （6）可解出电磁波在均匀非磁化等离子体中的色散关系为： 由传播常数 得： 上式中 为衰减系数； 为相位常数。 下面分析等离子体的介电常数 ： 由于在等离子体中，中性气体的密度远大于等离子体密度， 因此可以忽略电子与离子的碰撞，另外离子的质量远大于电子 的质量，可以忽略其运动，仅考虑电子的运动。 对于一团电子气来说，电子的移动相当于产生一个极化强 度 ，它等于单位体积中的电偶极矩： 式中 为电极化率，现在要求 和 的关系，故引用 郎之万方程：( 为电子与中性气体的碰撞频率） 为电磁波频率 将式（14）代入式（11）得 而有等离子体频率： 假设电磁波在真空中的传播功率为 经真空与等离子体界 面进入到等离子体内的功率为 ，被界面反射的功率为 。 由于均匀等离子体的密度不变，对于一定频率的入射波，介电 常数不变，因此在等离子体内部不存在反射。 电磁波在交界面上的反射功率满足下式： 通过界面进入等离子体介质内的电磁波功率为： 传播到任一位置 的波的功率为： 假设等离子体厚度为 ，则电磁波经等离子体衰变后在 处透射出去的功率： 因此电磁波被等离子体吸收的功率为： 计算参数： 电磁波频率在现役雷达工作频段中取值 ( ) ; 等离子体密度取 ， 即 ; 碰撞频率取 ; 等离子体厚度取 void ma