等離子體鞘套局部電磁傳輸通道法
2021年電子技術應用第8期
楊 鑫1，2，3
1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽550025；2.半導體功率器件可靠性教育部工程研究中心，貴州 貴陽550025； 3.貴州省微納電子與軟件技術重點實驗室，貴州 貴陽550025
摘要： 根據RAM-C高超音速飛行試驗數據，給出一種鞘套反演建模法，能夠以一維實驗數據，構建三維局部電磁傳輸通道。在此基礎上，采用非均勻介質射線跟蹤法，研究鞘套對L和S波段部分頻點的能量傳輸干擾。研究發現，在所關注頻段，鞘套顯示出一些新的影響特征，例如傳輸匯集效應，電磁能量在局域具有沿特定方向傳輸的現象。該研究結果可進一步促進對電波在鞘套中傳播行為的理解，也為相關問題研究提供了一種更貼近實際物理背景的建模方法。
中圖分類號： TN014
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211294
中文引用格式： 楊鑫. 等離子體鞘套局部電磁傳輸通道法[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211294
中文引用格式： 楊鑫. 等離子體鞘套局部電磁傳輸通道法[J].電子技術應用，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
等離子體鞘套建模是高超音速飛行領域的重要問題，只有獲取可靠的鞘套模型，才能全面了解和掌握鞘套的電磁傳輸特性，進一步為緩解通信黑障提供條件[1-3]。但多年來，因受制于實驗條件，人們主要從仿真角度研究鞘套建模問題[4-6]。這些研究的出發點是Navier-Stokes方程，結合具體條件解該方程，獲得鞘套數值模型。此方法的優勢在于，擺脫了物理實驗對研究的束縛，同時易于研究各種環境下鞘套的基本特征。可是它也有不足之處，譬如，難以模擬實際高超音速飛行環境，且仿真模型往往限于鈍頭和尖頭等簡單小尺度幾何模型[7]。實際上，自21世紀70年始，美國在高超音速方面開展了一系列飛行實驗[8-9]，所得數據目前已對公眾開放，只是實驗采集的僅有一維數據，這種數據形式無疑限制了它的應用范圍。因此，主要在研究鞘套的一維傳輸特性時[10-12]，這些數據才有被用到。
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作者信息：
楊 鑫1，2，3
(1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽550025；2.半導體功率器件可靠性教育部工程研究中心，貴州 貴陽550025；
3.貴州省微納電子與軟件技術重點實驗室，貴州 貴陽550025)
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