等離子體鞘套是戰(zhàn)略導彈、飛船、空天飛機等高超聲速飛行器重返大氣層時普遍存在的再人現(xiàn)象，研究電磁波與等離子體鞘套的作用機理對于實現(xiàn)戰(zhàn)略導彈突防以及掌控高超聲速飛行器再人時所出現(xiàn)的通信中斷現(xiàn)象具有重要的軍事意義和戰(zhàn)略價值。作為一種新概念的飛行武器防御技術，等離子體隱身技術在軍事領域具有廣闊的應用前景，已成為世界各大國研究的熱點。等離子體鞘套能使幾乎所有頻段的無線電信號發(fā)生衰減，因而研究等離子體鞘套對電磁波信號的影響與研究等離子體隱身技術具有很強的相關性。
《高超聲速飛行器等離子體鞘套的電磁特性》旨在對再入等離子體鞘套的電磁特性開展理論研究。通過流體動力學仿真，獲得再人體模型的高超聲速繞流流場特性，通過相關公式對各再人體模型的流場結(jié)果進行轉(zhuǎn)化處理，得到各再人體的等離子體鞘套電磁模型。在此基礎上，運用改進的電磁學方法研究電磁波在等離子體鞘套中的傳播特性（如吸收衰減效應，同極化或交叉極化透射、反射效應）；并研究等離子體鞘套在不同條件下的散射特性及其對目標本體散射特性的影響。
《高超聲速飛行器等離子體鞘套的電磁特性》內(nèi)容能為高超聲速飛行器突防設計、掌控再入通信中斷設計、高超聲速飛行器等離子體隱身技術等提供重要的理論依據(jù)和技術支持。
等離子體鞘套是戰(zhàn)略導彈、飛船、空天飛機等高超聲速飛行器重返大氣層時普遍存在的再人現(xiàn)象，研究電磁波與等離子體鞘套的作用機理對于實現(xiàn)戰(zhàn)略導彈突防以及掌控高超聲速飛行器再人時所出現(xiàn)的通信中斷現(xiàn)象具有重要的軍事意義和戰(zhàn)略價值。作為一種新概念的飛行武器防御技術，等離子體隱身技術在軍事領域具有廣闊的應用前景，已成為世界各大國研究的熱點。等離子體鞘套能使幾乎所有頻段的無線電信號發(fā)生衰減，因而研究等離子體鞘套對電磁波信號的影響與研究等離子體隱身技術具有很強的相關性。
本書旨在對再入等離子體鞘套的電磁特性開展理論研究。通過流體動力學仿真，獲得再人體模型的高超聲速繞流流場特性，通過相關公式對各再人體模型的流場結(jié)果進行轉(zhuǎn)化處理，得到各再人體的等離子體鞘套電磁模型。在此基礎上，運用改進的電磁學方法研究電磁波在等離子體鞘套中的傳播特性（如吸收衰減效應，同極化或交叉極化透射、反射效應）；并研究等離子體鞘套在不同條件下的散射特性及其對目標本體散射特性的影響。本書內(nèi)容能為高超聲速飛行器突防設計、掌控再入通信中斷設計、高超聲速飛行器等離子體隱身技術等提供重要的理論依據(jù)和技術支持。
等離子體鞘套電磁特性的研究涉及熱力學、化學、等離子體物理學、電磁學、空氣動力學等多門學科，具有相當大的復雜性，有許多問題還需進一步研究和完善，歸納起來主要有以下四個方面：
（1）準確建模。等離子體鞘套散射特性的研究對象是微縮尺度的再人體模型，雖然建立微縮尺度模型的依據(jù)是氣動物理特性相似規(guī)律，但是要把微縮尺度下的等離子體鞘套電磁響應結(jié)果外推到真實尺度下的結(jié)果：同時帶壁面燒蝕效應的高超聲速熱化學非平衡流的影響、磁化等實際情況都需要在建模中加以考慮。
�。�2）提高計算效率和計算精度。隨著計算機技術的快速發(fā)展，各種商業(yè)軟件和計算方法不斷涌現(xiàn)，由于等離子體鞘套問題的復雜性，需要有快速高效的計算方法以及滿足精度的計算結(jié)果。
�。�3）試驗驗證。在研究電磁波與等離子體鞘套相互作用問題時，利用有效的數(shù)值方法或準解析方法進行模擬是一種有效的分析手段，但是更重要的是要對仿真結(jié)果進行試驗驗證，表明仿真結(jié)果的有效性和準確性。
第1章 綜述
1．1 等離子鞘套電磁特性的研究意義
1．2 等離子體鞘套電磁特性的研究方法
1．2．1 高超聲速流動的計算方法
1．2．2 電磁波與等離子體作用的計算方法
第2章 等離子體鞘套的理論基礎
2．1 等離子體的基本特性
2．1．1 等離子體基本參數(shù)
2．1 -2等離子體的介電特性
2．1．3 等離子體的色散特性
2．2 等離子體鞘套的磁流體力學基礎
2．2．1 磁流體力學問題的解耦條件
2．2．2 氣體流場的基本概念
2．2．3 等離子體鞘套的流體特征
2．3 電磁波與等離子體的相互作用
2．3．1 高通濾波、相移及吸收衰減特性
2．3．2 磁化條件下的法拉第旋轉(zhuǎn)效應及共振吸收現(xiàn)象
2．3．3 電磁波折射效應
2．3．4 多普勒頻移效應
第3章 高超聲速目標熱化學非平衡流模擬
3．1 高超聲速熱化學非平衡流的CFD理論
3．1．1 熱力學溫度模型
3．1．2 化學反應動力學模型
3．1．3 熱化學非平衡流控制方程
3．1．4 計算方法與算例驗證
3．2 再人體模型的建立
3．3 氣動物理特性相似規(guī)律
3．4 微縮尺度模型
3．5 再人體繞流流動模擬結(jié)果與分析
3．5．1 高超聲速鈍錐繞流流動模擬
3．5．2 高超聲速球冠倒錐體繞流流動模擬
3．5．3 高超聲速銳頭體繞流流動模擬
第4章 等離子體鞘套電磁特性分析的時域有限差分方法
4．1 改進的非磁化等離子體FDTD方法
4．1．1 改進的非磁化等離子體SO-FDTD方法
4．1．2 改進的非磁化等離子體ADI-FDTD方法
4．1．3 算法驗證與分析
4．2 改進的磁化等離子體SO-FDTD方法
4．2．1 改進的基于任意磁偏角的磁化等離子體SO-FDTD方法
4．2．2 改進的基于00磁偏角的磁化等離子體SO-FDTD方法
4．2．3 算法驗證與分析
4．3 提升高階差分方程迭代計算效率的內(nèi)存優(yōu)化算法
第5章 電磁波在等離子體鞘套中的傳播特性
5．1 電磁波在等離子體鞘套中傳播的理論分析方法
5．1．1 傳播矩陣法
5．1．2 FDTD方法
5．1．3 有效性分析
5．2 等離子體鞘套電磁模型
5．2．1 等離子體鞘套電磁特性參數(shù)的提取
5．2．2 等離子體鞘套電磁特性參數(shù)的分布
5．3 電磁波入射到非磁化等離子體鞘套的傳播特性分析
5．3．1 觀察點位置變化對電磁波傳播特性的影響
5．3．2 入射角變化對電磁波傳播特性的影響
5．3．3 再入速度變化對電磁波傳播特性的影響
5．3．4 再入高度變化對電磁波傳播特性的影響
5．4 電磁波入射到局部磁化等離子體鞘套的傳播特性分析
5．4．1 磁場強度變化對電磁波傳播特性的影響
5．4．2 磁偏角變化對電磁波傳播特性的影響
5．4．3 再入高度及速度變化對電磁波傳播特性的影響
5．4．4 外加磁場分布特性對電磁波傳播特性的影響
……
第6章 等離子體鞘套的電磁散射特性
附錄
參考文獻
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