袁忠才

（电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室&安徽省红外与低温等离子体重点实验室，合肥 230037）

0 引言

当飞行器以高超声速再入大气层或在大气层内巡航时，气动加热导致其表面及周围空气热电离，从而形成一层包裹飞行器外表面的等离子体鞘套，反射或衰减飞行器与外界间的通信信号，甚至导致信号中断，这一现象通常被称为通信黑障。通信黑障将给飞行器的实时控制和安全性带来影响，尤其是随着大气层内高超声速飞行器的应用以及火星探测计划的开展，这一问题变得更为突出。例如在飞行器进入火星大气层的过程中，通信黑障会 影响飞行器的飞行环境分析及对飞行器的跟踪定位，从而直接影响探测任务的完成[1-2]。

在相关应用的驱动下，人们对于通信黑障的产生机理及可能的消除方法进行了大量研究[1-5]，主要包括改变飞行器气动结构、磁开窗、采用高频通信、利用Raman 散射通信、注入亲电子物质以及引入交叉电磁场等。其中磁开窗方法是通过在通信天线周围引入外磁场来改变电磁波的传播模式，从而实现增透的目的。

本文在分析再入等离子体鞘套的特征及其对通信影响的基础上，编制了面向对象的计算软件，考察影响再入过程信号传播的各种因素，为进一步开展通信黑障消除研究提供基础。

1 等离子体鞘套的结构

当飞行器以高超声速再入大气层或在大气层内巡航时，在其头部周围形……