陈春梅 闫晓兵 刘运杰 牟云飞 李敬

摘  要：为解决飞行器在等离子体层中的通信中断问题，借助有界等离子体的传输模型，研究了THz波在等离子体中的传播特性。文章主要分析在非磁化、均匀等离子体中THz波的传输特性。随着等离子的碰撞频率（fen）、厚度（d）、电子密度（ne）的变化规律，从三个方面分析了太赫兹波在非磁化等离子体中传播的反射值（R）、透射值（T）以及衰减值（Att）。提高入射波频率至太赫兹波频段，可以有效地解决“黑障”问题。

关键词：太赫兹波;等离子体;黑障;衰减特性

中图分类号：TN011;V271               文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）24-0065-04

Abstract： In order to solve the problem of the communication interruption of the aircraft in the plasma layer， with the help of the transmission model of the bounded plasma， the propagation characteristics of the THz wave in the plasma are studied. This paper mainly analyzes the transmission characteristics of THz wave in non-magnetized and uniform plasma， and analyzes the reflection value （R）， transmission value （T） and attenuation value （Att） of terahertz wave propagating in non-magnetized plasma with the change regulation of plasma collision frequency（fen）， thickness（d） and electron density（ne）， from three aspects. Increasing the incident wave frequency to terahertz wave band can effectively solve the problem of “blackout”.

Keywords： terahertz wave; plasma; blackout; attenuation characteristic

0  引  言

高超聲速飞行器在临近空间飞行时，受周围大气作用，发生剧烈摩擦，形成高温区，导致飞行器表面防热材料被分解，“等离子体鞘套”由此产生，使电磁波在穿越“等离子体鞘套”过程中发生反射、折射、散射等现象，影响地面与飞行器之间的无线电联络系统，严重时，会致使两方通讯中断，即“黑障”现象[1，2]。保持通系统通畅，不仅影响飞行器的飞行任务是否完满完成，更是对飞行器本身的抵抗电子能力、反追踪能力的考验。虽然中间的通信黑障只有几分钟时间，但是对飞行员自身的心理、生命都会面临极大挑战。随着国家外太空探索事业的不断进步，解决“黑障”问题越来越重要。

“黑障”问题，制约国家飞行事业的发展，国内外一直都在通过模拟仿真、实弹飞行等形式来研究消除通信中断的方法。例如，在20世纪60年代，美国国家航空航天局（NASA）开展了RAM（Radio Attenuation Measurement）系列飞行试验，主要针对锥钝形飞行器再入过程中的等离子鞘套传播特性及无线电信号的衰减进行了测量[3，4]。……