一種緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置，位于高速飛行器的等離子體層中，包括強(qiáng)磁體和電極對(duì)，所述強(qiáng)磁體置于和電磁波收發(fā)天線處于同一軸線方向的所述高速飛行器的內(nèi)表面，所述電極對(duì)由陽極和陰極構(gòu)成，所述陽極和陰極分別位于所述電磁波的收發(fā)天線兩側(cè)的所述高速飛行器表面層，在所述高速飛行器的所述電磁波收發(fā)天線的周圍的空間中，從物理層面施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)合環(huán)境，在所述高速飛行器的所述等離子體層形成了一個(gè)電磁緩解層?？朔烁咚亠w行器再入大氣的過程中通信信號(hào)的傳輸中斷這一問題，保證空間通信的安全性、實(shí)時(shí)性以及信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
【專利說明】—種緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速飛行器再入飛行過程中，大氣分子因強(qiáng)大的沖擊作用發(fā)生電離，會(huì)形成等離子體層，包覆在飛行器的外表面周圍。該等離子體層通常具備很高電子密度，一般在IO15到IO19HT3之間，該量值主要受制于飛行器的幾何形狀和飛行軌道。等離子體層的存在會(huì)給飛行器通信帶來極大的負(fù)面影響，造成通信信號(hào)和電磁波傳輸?shù)臅簳r(shí)中斷。一般中斷時(shí)間會(huì)持續(xù)數(shù)分鐘，這主要取決于飛行器的形狀，再入角度，大氣特性以及具體的飛行軌道。例如，美國(guó)聯(lián)盟號(hào)宇宙飛船的返回艙在再入階段出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)十分鐘的通信中斷。
[0003]當(dāng)?shù)入x子體的固有振蕩角頻率大于飛行器和地面進(jìn)行通信傳輸?shù)碾姶挪ń穷l率時(shí)，即滿足ωρ1_> ω—。，就會(huì)出現(xiàn)通信中斷的現(xiàn)象，其中ωρ1_是飛行器周圍形成的等離子體層的振蕩角頻率，?radio是飛行器和地面之間進(jìn)行通信傳輸?shù)碾姶挪ń穷l率。
[0004]與此同時(shí)，等離子體振蕩角頻率同等離子層密度之間存在以下的關(guān)系:
【權(quán)利要求】
1.一種緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置，位于所述高速飛行器的等離子體層中，其特征在于，包括強(qiáng)磁體和電極對(duì)，所述強(qiáng)磁體置于和電磁波收發(fā)天線處于同一軸線方向的所述高速飛行器的內(nèi)表面，所述電極對(duì)由陽極和陰極構(gòu)成，所述陽極和陰極分別位于所述電磁波的收發(fā)天線兩側(cè)的所述高速飛行器表面層，所述強(qiáng)磁體用來提供磁場(chǎng)環(huán)境，而由陽極和陰極構(gòu)成的所述電極對(duì)用來提供電場(chǎng)環(huán)境，從而在在所述高速飛行器的所述電磁波收發(fā)天線的周圍的空間中，從物理層面施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)合環(huán)境，在所述高速飛行器的所述等離子體層形成了一個(gè)電磁緩解層。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的緩解空間等離子體對(duì)高速飛行器再入通信影響的裝置的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:建立電磁緩解層 通過在所述電磁波的收發(fā)天線下方所述高速飛行器內(nèi)表面嵌入所述強(qiáng)磁體，和在所述電磁波的收發(fā)天線兩側(cè)所述高速飛行器表面層安裝所述電極對(duì)，產(chǎn)生有助于通信信號(hào)傳輸?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)； 步驟2:建立所述電磁緩解層的數(shù)學(xué)模型 步驟2-1:建立流場(chǎng)模型 用一種連續(xù)性的結(jié)構(gòu)對(duì)于高超聲速流進(jìn)行描述，磁流體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)用洛倫茲力?χ吞和焦耳熱jx"!進(jìn)行描述，高超音速飛行過程中的磁流體動(dòng)力學(xué)控制方程表示如下:
【文檔編號(hào)】H05H1/10GK103796407SQ201410032802
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】皮亦鳴, 李晉, 楊旭陽 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)