电推力器等离子体喷流对航天器通讯电磁波信号衰减效应.pdf

《电推力器等离子体喷流对航天器通讯电磁波信号衰减效应》这篇文章探讨了一个在现代航天技术中至关重要的问题，即电推力器工作时产生的等离子体喷流如何影响航天器的通信质量。电推力器，如电弧推力器、磁等离子体推力器等，在地球卫星和深空探测器上广泛应用，但它们喷出的高温等离子体羽流可能对通讯电磁波造成衰减和散射，从而干扰航天器的正常通讯。 文章采用时域有限差分法（FDTD）进行理论计算，分析了不同特性电推力器等离子体喷流对不同频率通讯电磁波的衰减系数。结果表明，电磁波的衰减系数随频率升高而逐渐减少，与等离子体频率的升高呈近似线性关系增加，而随着等离子体碰撞频率的增大，衰减系数先增大后减小。在特定的等离子体数密度范围内（例如0.9×10^16至1.8×10^16 m^-3），C波段电磁波的衰减系数在1.5至6.0dB之间，这意味着电推力器等离子体喷流对通讯信号的衰减效应不容忽视。 此外，文章还进行了微波等离子体推力器喷流对C波段电磁波衰减的地面对比实验，通过空间透射波法收集数据。这些实验诊断结果与理论计算相吻合，进一步证实了等离子体喷流对电磁波信号的影响。 文章引用了国内外关于电推力器等离子体流对通讯电磁波衰减效应的研究，包括俄罗斯、日本和美国的相关实验和数值研究，其中涉及到的电推力器类型有Arcjet、SPT、IE和MPD。这些研究表明，尽管国际上已有一些针对特定类型电推力器的研究，但这个领域的探索仍有待深化。 电推力器等离子体喷流对航天器通讯电磁波信号衰减效应是一个复杂且重要的课题，它涉及到电磁波传播、等离子体物理学以及航天工程等多个领域。了解并优化这种衰减效应对于确保航天器通信的可靠性至关重要，未来的研究需要进一步探索更广泛的等离子体条件和推力器类型，以提高航天器通讯的效率和稳定性。