高速飞行器等离子体鞘套电磁波传播理论与通信技术

　　李小平，1961年生，陕西西安人，博士，西安电子科技大学空间科学与技术学院教授、博士生导师。曾任重大专项基础理论研究项目技术首席，高超声速飞行器重大专项测控与通信领域专家，现任军委科技委科技创新特区项目专家、陕西省测控领域学科带头人、空间科学与技术学院执行院长。近年来，主持自然科学基金重大科研仪器研制专项、科技部“973”课题、国家重大专项、“863”项目等科学研究项目近30项。在动态等离子鞘套信息传输理论方法、等离子鞘套与电磁波作用机理及传播特性、信号分析与智能信息处理等研究方向取得了系列创新成果。在国内外期刊发表SCI检索论文近40余篇，授权专利30余项，获得部委级科技进步奖2项。
　　
　　刘彦明，1966年生，陕西绥德人，博士，西安电子科技大学空间科学与技术学院教授、博士生导师。近年来，主持自然科学基金重大科研仪器研制专项、科技部“973”项目、国防“973”课题、国家重大专项、“863”项目、“十一五”“十二五”预研等科学研究项目20余项，在临近空间飞行器测控通信技术、空间信息网、空间物理等领域获得了丰硕的科研成果，具有创新性。出版通信及网络方面专著8本，在国内外刊物发表论文50余篇，其中被SCI检索30余篇，已授权专利30余项，获得部委级科技进步奖2项。
　　
　　谢楷，1983年生，江西人，博士，西安电子科技大学空间科学与技术学院教授、博士生导师。主要从事临近空间高速飞行器等离子鞘套下测控通信技术、微弱信号检测、科学仪器设计与实验等研究，入选教育部首批“全国万名优秀创新创业导师人才库”。主持国家重大专项课题、国防“973”课题、自然科学基金、预研基金等科学研究项目10余项，作为骨干参与科技部“973”、国防“863”等国家科研项目。发表40余篇SCI检索论文，获授权发明专利25项，部分科研成果投入应用并获得了良好效益。

　　《高速飞行器等离子体鞘套电磁波传播理论与通信技术》系统阐述等离子鞘套电磁研究的基本概念、基础理论和方法、数学模型和算法、实验方法和结果，全书共分为8章，主要内容包括：等离子鞘套电波传播、通信研究发展趋势；等离子体物理模型、参数特征和模拟方法；等离子体电磁数学模型、电磁波传播计算方法；典型频段电磁波在等离子鞘套中传播特性；临近空间飞行器等离子鞘套复杂电磁环境的信道建模方法、信道模型及信道探测方法；动态等离子鞘套测控通信信号的传输特性和自适应通信技术；等离子鞘套下天线特性及补偿技术；等离子鞘套电磁抑制方法。
　　《高速飞行器等离子体鞘套电磁波传播理论与通信技术》适合于从事临近空间高超声速飞行器电磁研究、测控通信、电子系统设计等的科技人员阅读，也可作为等离子物理、电磁波传播、信息通信和实验技术等相关学科研究生、教师的参考教材。

丛书序
序言
前言

第一章 概述
1．1 “黑障”问题
1．2 等离子体鞘套电波传播与通信技术研究进展
1．2．1 等离子体鞘套下电磁波传播理论研究进展
1．2．2 等离子体鞘套下电波传播计算方法进展
1．2 13等离子体鞘套下通信技术研究进展
1．2．4 等离子体鞘套地面模拟与实验进展
1．2．5 等离子体鞘套电磁传播飞行试验
1．3 缓解“黑障”的方法及发展趋势
1．3．1 缓解“黑障”方法回顾
1．3．2 缓解“黑障”新技术发展及趋势
参考文献

第二章 等离子体鞘套的形成机理与地面模拟技术
2．1 等离子体鞘套的形成机理和主要参数
2．1．1 高温气体电离的机理和主要过程
2．1．2 等离子体的物理模型和主要参数
2．2 典型飞行器高速绕流场特征及等离子体鞘套参数特征
2．2．1 锥形飞行器的绕流场特征
2．2．2 钝头一柱形飞行器的绕流场特征
2．2．3 扁平盾形飞行器的流场特征
2．2．4 典型飞行器等离子体鞘套参数特征
2．3 等离子体的参数诊断技术
2．3．1 朗缪尔探针法
2．3．2 微波诊断法
2．3．3 光学诊断法
2．4 等离子体鞘套地面模拟实验技术
2．4．1 激波管实验技术
2．4．2 弹道靶实验技术
2．4．3 电弧／等离子体风洞实验技术
2．4．4 其他实验技术
2．5 低温辉光等离子产生技术
2．5．1 大面积均匀非磁化等离子体产生技术
2．5．2 环形扩散式等离子发生器设计
2．5．3 等离子发生器的参数
2．5．4 等离子体参数快速控制技术
2．5．5 模拟能力与真实性分析
参考文献

第三章 等离子体电磁波传播理论
3．1 等离子体与电磁波的作用机理
3．1．1 等离子与电磁波作用的主要物理过程
3．1．2 等离子体的介质特性
3．2 等离子体电磁波传播理论
3．2．1 等离子体电磁波传播模型
3．2．2 等离子体电磁波传播特性
3．2．3 等离子体的去极化效应
3．3 等离子体电磁波传播计算方法
3．3．1 等效波阻抗法
3．3．2 等效传输线法
3．3．3 射线跟踪法
3．3．4 时域有限差分方法
3．3．5 等离子体电磁波传播计算
3．4 等离子体电磁波传播实验
3．4．1 等离子体电磁波传播实验方法
3．4．2 典型频段的电磁波传播实验
参考文献

第四章 电磁波在等离子体鞘套中的传播特性
4．1 微波电磁波在典型再人过程等离子体鞘套下的传播特性
4．1．1 典型再人过程电磁波传播的幅相特性
4．1．2 典型再人过程电磁波传播的极化失配特性
4．2 LF-HF频段电磁波在等离子体鞘套下的传播特性
4．2．1 等离子体鞘套中低频电磁波传播模型
4．2．2 LF-HF频段电磁波在等离子体鞘套中的低衰减特性
4．3 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播特l生
4．3．1 等离子体鞘套动态特征下的电磁波传播计算方法
4．3．2 等离子体鞘套动态特征下的电磁波寄生调制特性
参考文献

第五章 动态等离子体鞘套信道建模方法与信道特性
5．1 高超声速飞行器链路特性
5．1．1 高超声速飞行器复杂电磁环境
5．1．2 高超声速飞行器链路特性
5．2 动态等离子体鞘套信道建模方法和信道模型
5．2．1 动态等离子体鞘套信道特征／18l
5．2．2 动态等离子体鞘套非平稳信道建模方法
5．2．3 高超声速动态等离子体鞘套信道模型
5．3 动态等离子体鞘套信道测量方法
5．3．1 等离子体鞘套信道测量及信道参数提取方法
5．3．2 等离子体鞘套信道测量方法仿真实验
5．3．3 动态等离子体鞘套信道地面模拟实验
5．4 高超声速飞行器综合信道特性
5．4．1 高超声速飞行器空间信道特性
5．4．2 高超声速飞行器综合信道模型
参考文献

第六章 等离子体鞘套通信适应性技术
6．1 动态等离子体鞘套下测控通信信号的传输特性
6．1．1 动态等离子体鞘套对MPSK信号的影响
6．1．2 动态等离子体鞘套对FSK信号的影响
6．1 -3动态等离子体鞘套对Multi-h CPM信号的影响
6．2 动态等离子体鞘套中通信信号传输实验
6．2．1 实验原理与实验方法
6．2．2 MPSK／FSK／Multi-h CPM信号实验
6．3 基于驻波检测的等离子体鞘套下自适应通信技术
6．3．1 等离子体鞘套下自适应码率通信技术
6．3．2 基于信息分级的等离子体鞘套下通信编码技术
6．4 动态等离子体鞘套下调相信号自适应判决方法
6．4．1 基于支持向量机自适应判决方法
6．4．2 基于谱聚类自适应判决方法
参考文献

第七章 等离子体鞘套下天线特性及补偿方法
7．1 等离子体对天线辐射特性的影响机理
7．1．1 多层有耗介质覆盖下天线特性分析方法
7．1．2 等离子体对天线特性影响分析
7．2 等离子体鞘套下天线电磁计算模型与计算方法
7．2．1 等离子体鞘套下天线特性计算模型
7．2．2 等离子体鞘套下天线特性计算方法
7．3 典型再人等离子体鞘套覆盖下的天线特性
7．3．1 阻抗与工作频点偏移特性
7．3．2 空域辐射功率特性
7．3．3 空域极化特性
7．4 等离子体鞘套下天线阻抗自适应补偿技术
7．4．1 基于“双邻频点”的天线阻抗补偿的原理
7．4．2 等离子体鞘套下天线阻抗在线测量方法
7．4．3 等离子体鞘套下天线阻抗自动匹配方法
7．4．4 天线阻抗自适应补偿实验
参考文献

第八章 等离子体鞘套电磁调控削弱方法
8．1 等离子体鞘套磁场抑制方法
8．1．1 磁化等离子体的电磁波传播机理及介质特性
8．1．2 磁化等离子体的电磁波传播特性
8．1．3 非均匀磁场引起的带阻效应
8．2 基于正交电磁二维场的等离子体鞘套局部削弱方法
8．2．1 正交电磁二维场与等离子体的作用机理
8．2．2 正交电磁二维场的物理模型建立
8．2．3 正交电磁二维场抑制效果数值模拟与分析
8．3 基于时变电磁场的等离子体鞘套局部削弱方法
8．3．1 基于脉冲磁场的等离子体鞘套削弱方法
8．3．2 基于行波磁场的等离子体鞘套削弱方法

参考文献
附录A 符号说明
附录B 主要词汇
附录C RAM-C飞行器在不同高度下的电子密度分布
彩图