一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测方法及装置，属于等离子体诊断技术领域。该检测装置以激波管作为高温等离子体产生器，通过微波透射激波管获得穿过等离子体的透射信号，处理得到透射系数，再通过透射系数反推激波管内等离子体的复介电常数变化。与反射法相比，透射法的测试装置比反射法的测试装置简单，无需对消模块，且对接收信号的处理工序更加简洁；与以往的透射法相比，本发明专利技术中的透射法考虑了各层介质分界面的反射的影响，提高了模型的准确度和算法的精度；同时，本发明专利技术可以测量采样时间内任意时刻等离子体的复介电常数，即可以对等离子体进行瞬态测量，相较于以往的稳态测量方法，本发明专利技术的测量结果更加准确。的测量结果更加准确。的测量结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测方法及装置


[0001]本专利技术属于等离子体诊断
，具体涉及一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测方法及装置。

技术介绍

[0002]一些空间飞行器，如航天飞船、卫星和导弹等，在高速通过地球大气层时，与大气摩擦会产生等离子体鞘套，等离子体鞘套会造成通信黑障，干扰飞行器的实时通信。因此，研究等离子体的电磁特性对解决通信黑障问题意义重大，而如何对等离子体的电磁特性进行诊断就成为了研究热点。
[0003]等离子复介电常数是描述其特性的重要研究指标，诊断方法也重在实现对复介电常数的测试。传统的诊断方法探针法只适用于低温等离子体，因其使用静电探针介入式测量，对等离子体本身造成了干扰，而对于高温等离子体来说这种干扰不可忽略。
[0004]激波管可以产生高温等离子体，对激波管内高温等离子体进行诊断常用的方法为微波诊断法，微波诊断法又分为反射法和透射法两种。反射法是通过测量电磁波与等离子体相互作用产生的反射波来计算等离子体的特性参量，因此无需测量接收端口的电磁波，但发射端的信号处理模块比较复杂；透射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测装置，其特征在于，包括从左往右依次设置的信号源、发射喇叭天线、透镜、激波管、接收喇叭天线和工控机，所述发射喇叭天线和透镜设置于第一微波暗室中，所述接收喇叭天线设置于第二暗室中；所述第一暗室和第二暗室与激波管之间均存在空气；所述信号源的输出信号通过发射喇叭天线产生电磁波信号，并经透镜形成平面波，分别穿过空气、激波管管壁以及管内等离子体后，被接收喇叭天线接收并传输至工控机，所述工控机对接收到的微波信号进行数据处理，输出等离子体复介电常数计算结果。2.如权利要求1所述的等离子体复介电常数瞬态微波透射检测装置，其特征在于，所述透镜设置于发射喇叭天线的焦点处，使透镜的出射波为平面波；且透镜尺寸应使生成的平面波范围的高度大于等于激波管的高度。3.一种等离子体复介电常数瞬态微波透射检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.调节第一微波暗室中透镜和喇叭天线的相对位置，保证透镜处于喇叭天线的焦点处，使得透镜的出射波为平面波；步骤2.打开信号源，并记录进行激波管等离子瞬态实验前整个系统的透射系数T(0)；步骤3.激波管进行等离子瞬态实验，利用接收喇叭天线接收信号，得到离散接收信号data(即接收到的信号为随时间变化的离散量)：data＝[data(1),data(2),data(3),
…
,data(n)](n＝1,2,3,
…
,K)其中，n代表第n次采样，K为总时长t内的采样总点数，K＝M
×
N，M为总时长t内的划分采样时间段的数量，N代表每段采样时间内的采样点数；步骤4.计算整个系统本征透射系数，具体过程为：复介电常数是一个随时间变化的函数，记为ε
r
(t)，由于等离子体的复介电常数是影响系统透射系数变化的自变量，根据系统电磁模型，系统透射系数的计算公式表示为函数T＝f[ε
r
(t)]，其中，f[ε
r
(t)]＝T1·...

【专利技术属性】
技术研发人员：田径，唐璞，马平，王国豪，曾宪露，曾彬，陈波，何子远，雷世文，胡皓全，张宁，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：