瞬变等离子体中电磁波频率漂移特性研究

杨利霞 于萍萍 马 辉 石雁祥 葛德彪

(1.江苏大学通信工程系，江苏 镇江 212013;2.东南大学毫米波国家实验室，江苏 南京 210096； 3.新疆伊犁师范学院电子与信息工程学院，新疆 伊犁 835000； 4. 西安电子科技大学物理系，陕西 西安 710071)

引 言

等离子体是由大量带电粒子组成的非束缚态宏观体系，为物质的第四态，具有纵多独特的性质，人们对其电磁特性的研究也越来越热。以前，由于多方面条件的限制，研究的目标只限于非时变等离子体。实际应用中的等离子体,它的等离子体频率会随着时间发生变化。目前，关于时变等离子体的研究仍然处于初步分析的阶段。国际上，文献[1]较早地从理论公式出发，推导了电磁波在时变介质中的传输情况；Dikshitulu K.Kalluri[2-3]等人将这种时变介质具体化，一直致力于研究电磁波在时变等离子体中的传输特性。在国内，关于时变等离子体的研究成果还比较少，刘少斌等人从隐身技术的角度初步研究了时变等离子体[4]。

杨利霞[5]、谢应涛等人曾利用FDTD方法研究了非时变等离子体的特性，并提出了解决各向异性色散介质问题的基于电流密度拉普拉斯变换的FDTD(CDLT-FDTD)方法[6]。本文利用CDLT-FDTD方法，推导一维时变等离子体的FDTD迭代式，并编程计算了矩形金属腔中在某一时刻瞬间加入等离子体(例如在某一时刻迅速在腔内加入电压进行电离)后有哪些新的特性产生。从理论上推导得到了解析解。最后，选取算例，将FDTD数值计算结果与具体计算得出的解析解进行对比，证明了所采用FDTD方法的准确性,并得到了一些结论，为今后进一步的研究奠定了基础。……