【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁波传输，特别涉及非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法及装置。
技术介绍
1、太赫兹波在传输过程中遇到等离子体鞘套时因被其吸收而产生衰减，并出现偏折、延时、相移等效应，情况严重时出现“黑障”现象，该现象给高速飞行器的测控通信、制导带来极大的困难。
2、相关技术中，太赫兹波传输测量系统往往因为复杂且动态范围小，从而导致对等离子体中太赫兹波的传输特性的测量结果不准确。
3、基于此，目前亟需一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法及装置来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为了实现对等离子体中太赫兹波的透射率的测量，本专利技术实施例提供了一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法及装置。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法，包括：
3、获取利用激光汤姆孙散射测量系统测得的非均匀等离子体的特征参量；其中，所述特征参量包括电子密度和碰撞频率；
4、基于所述特征参量，建立太赫兹波的有限元仿真传输模型；其中，所述有限元仿真传输模型是通过将所述非均匀等离子体作为等效电导体进行构建得到的；
5、基于所述有限元仿真传输模型，通过预设等效电导体等效电导率的方式，将非均匀等离子体的电子密度、碰撞频率分布外部数据引入有限元仿真传输模型，进而计算得到太赫兹波在所述非均匀等离子体中的电场分布；其中，所述电场分布包括入射端口的电场和出射端口的电场；
6、基于
7、基于所述电场分布、所述透射率和所述有限元仿真传输模型中非均匀等离子体分布的参量，确定所述太赫兹波的透射率曲线；其中，所述非均匀等离子体分布的参量包括电子密度梯度和传输区域尺寸。
8、优选地，所述基于所述特征参量，建立太赫兹波的有限元仿真传输模型，包括：
9、基于所述特征参量，计算得到所述非均匀等离子体的总电流；
10、基于所述总电流和关于总电流的非均匀等离子体物质本构关系方程，计算得到仅具有电流项的麦克斯韦-安培定律方程；
11、基于所述仅具有电流项的麦克斯韦-安培定律方程，建立所述有限元仿真传输模型。
12、优选地，所述总电流为：
13、
14、
15、式中，为总电流；ε0为真空介电常数；ν为碰撞频率；ω为太赫兹波的角频率；j为虚数的算符；ωpe为非均匀等离子体的角频率；ne为电子密度；e为电子电荷量；me为电子质量；为电场强度。
16、优选地，所述仅具有电流项的麦克斯韦-安培定律方程为：
17、
18、式中，ε0为真空介电常数；ω为太赫兹波的角频率；j为虚数的算符；为哈密顿算子；为磁场强度；为电场强度；σp为非均匀等离子体电导率。
19、优选地，所述有限元仿真传输模型为：
20、
21、
22、
23、式中，为哈密顿算子；μr为非均匀等离子体的相对磁导率；为出口电场值；ω为太赫兹波的角频率；j为虚数的算符；σp为电导率；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数；ωpe为非均匀等离子体的角频率；σp1为低压低温条件下非均匀等离子体的电导率；σp2为高温条件下非均匀等离子体的电导率；ν为碰撞频率。
24、优选地，所述非均匀等离子体的相对介电常数为1。
25、优选地，所述透射率是通过如下公式计算得到的：
26、
27、式中，t为透射率；为出口电场值；为预设的入口电场值。
28、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种太赫兹波透射曲线分布的测量装置，包括：
29、获取单元，用于获取利用激光汤姆孙散射测量系统测得的非均匀等离子体的特征参量；其中，所述特征参量包括电子密度和碰撞频率；
30、建模单元，用于基于所述特征参量，建立太赫兹波的有限元仿真传输模型；其中，所述有限元仿真传输模型是通过将所述非均匀等离子体作为等效电导体进行构建得到的；
31、第一计算单元，用于基于所述有限元仿真传输模型，通过预设等效电导体等效电导率的方式，将非均匀等离子体的电子密度、碰撞频率分布外部数据引入有限元仿真传输模型，进而计算得到太赫兹波在所述非均匀等离子体中的电场分布；
32、第二计算单元，用于基于所述入射端口的电场和所述出射端口的电场，计算得到所述太赫兹波的透射率；
33、确定单元，用于基于所述透射率和所述有限元仿真传输模型中非均匀等离子体分布的参量，确定所述非均匀等离子体中太赫兹波的透射率曲线；其中，所述非均匀等离子体分布的参量包括电子密度梯度和传输区域尺寸。
34、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
35、第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
36、本专利技术实施例提供了一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法及装置，通过利用汤姆孙散射测量这种无介入式测量方法获取等离子体的实时电子密度和碰撞频率等数据，并将这些数据通过预设等效电导体等效电导率的方式，输入至太赫兹波有限元仿真传输模型中进行计算，得到太赫兹波在等离子体影响下的电场分布，根据该模型出口和入口处的电场之比，得到太赫兹波在等离子体影响下的透射率，最后通过改变有限元仿真模型中等离子体的电子密度梯度和传输区域尺寸来得到太赫兹波的透射率曲线。通过利用有限元仿真模型对等离子体中太赫兹波电场数据进行计算，可以有效克服当前太赫兹脉冲传输测量系统动态范围小，复杂程度高，难以与庞大的等离子体发生系统融合在一起联合测量的现实困难，提高对等离子体中太赫兹波传输特性的测量准确性。
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1.一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征参量，建立太赫兹波的有限元仿真传输模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述总电流为：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述仅具有电流项的麦克斯韦-安培定律方程为：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有限元仿真传输模型为：
6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述非均匀等离子体的相对介电常数为1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透射率是通过如下公式计算得到的：
8.一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时
...【技术特征摘要】
1.一种非均匀等离子体中太赫兹透射曲线的测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征参量，建立太赫兹波的有限元仿真传输模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述总电流为：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述仅具有电流项的麦克斯韦-安培定律方程为：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有限元仿真传输模型为：
6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述非均匀等离子...
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