等離子體內(nèi)部電磁場(chǎng)測(cè)量探針設(shè)計(jì)

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1、財(cái)｛謂我衫＿碩士學(xué)位論文｜｜參圓等離子體內(nèi)部電磁場(chǎng)測(cè)量探針設(shè)計(jì)作者姓名ｍ，—圏學(xué)校代碼10701學(xué)號(hào)1513122929分類號(hào)TN82密級(jí)公開(kāi)西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文等離子體內(nèi)部電磁測(cè)量探針設(shè)計(jì)作者姓名：張星一級(jí)學(xué)科：信息與通信工程二級(jí)學(xué)科：空間科學(xué)與技術(shù)學(xué)位類別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：劉彥明教授學(xué)院：空間科學(xué)與技術(shù)學(xué)院提交日期：2018年6月DesignofelectromagneticprobeinplasmaAthesissubmittedtoXIDIANUN

2、IVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSpaceScienceandTechnologyByZhangxingSupervisor:LiuYanmingProfessorJune2018西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文

3、中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研宂成果；也不包含一為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我同工作的同志對(duì)本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。＾：Ｌ本人簽名ｙ：日期西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱

4、論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，獲得學(xué)位后結(jié)合學(xué)位論文研究成果撰寫(xiě)的文章，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在＿年解密后適用本授權(quán)書(shū)。丨＾本人簽名：純導(dǎo)師簽名：日期：＾＾日期：摘要摘要高速飛行器再入時(shí)由于和飛行器表面大氣分子劇烈碰撞，使得飛行器的動(dòng)能持續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，在能量轉(zhuǎn)變的過(guò)程中氣體分子被電離，并且包裹在高超聲速飛行器表面形成具有屏蔽效果的等離子鞘套,對(duì)高速飛行器的通信聯(lián)絡(luò)、以及飛行控制形成

5、非常嚴(yán)重的信號(hào)干擾甚至通信中斷即所謂的“黑障現(xiàn)象”。為了獲取高速目標(biāo)等離子體中電磁波的傳播過(guò)程，正確理解電磁波和等離子體互相作用機(jī)理，更深入研究等離子體與電磁波的相互作用——等離子體對(duì)電磁波的散射和透射特性，以及等離子體中電磁波的傳播演化過(guò)程，需要對(duì)等離子體電磁波傳播演化過(guò)程中電、磁場(chǎng)的變化進(jìn)行高精度高時(shí)空分辨率測(cè)量。本文結(jié)合科研課題，以高靈敏度高分辨率等離子中電磁場(chǎng)測(cè)量探針為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)近場(chǎng)電磁探針進(jìn)行了深入研究。由于傳統(tǒng)同軸測(cè)量探針設(shè)計(jì)的局限性不能很好地平衡測(cè)量探針靈敏度與分辨率之間相互制約的關(guān)系，因此

6、不能提供很精確的測(cè)量結(jié)果。1.本文引入并討論電磁場(chǎng)探針系統(tǒng)的理論分析模型，并在CST中仿真建模探針測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)研究同軸電磁探針模型的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)測(cè)量場(chǎng)擾動(dòng)、探針靈敏度以及分辨率性能影響，設(shè)計(jì)了一套結(jié)構(gòu)靈活的高靈敏度高分辨率共面波導(dǎo)電磁場(chǎng)測(cè)量探針（20x10x1mm），與傳統(tǒng)的同軸探針不同的是這款共面波導(dǎo)CPW（CoplanarWaveguide）電磁場(chǎng)測(cè)量探針將阻抗匹配環(huán)節(jié)移至探針結(jié)構(gòu)內(nèi)部并且研究共面波導(dǎo)探針阻抗匹配對(duì)CPW探針測(cè)量結(jié)果的影響；同時(shí)，由于CPW探針的對(duì)稱結(jié)構(gòu)有效地抑制了探針自身產(chǎn)生的感生

7、電流，所以能夠有效地提高探針的測(cè)量精度。2.此外為了抑制由于探針的輻射結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的表面電流對(duì)測(cè)量場(chǎng)的擾動(dòng)，基于同軸探針抑制表面電流的思想，在本文所設(shè)計(jì)的CPW探針結(jié)構(gòu)上添加一個(gè)短路饋線兩側(cè)接地平面空氣橋，通過(guò)改變探針的輻射結(jié)構(gòu)來(lái)減小對(duì)測(cè)量場(chǎng)的擾動(dòng)。仿真驗(yàn)證了CPW電磁場(chǎng)天線在結(jié)構(gòu)上的靈活設(shè)計(jì)有效的平衡了靈敏度與分辨率之間相互制約的關(guān)系。通過(guò)對(duì)測(cè)量探針結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論仿真研究，本文設(shè)計(jì)出一套在6GHz工作頻率下的高精度高靈敏度電磁場(chǎng)測(cè)量探針?；谶@套CPW探針使用三維移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)微帶線校準(zhǔn)件所產(chǎn)生的近電磁場(chǎng)進(jìn)

8、行測(cè)量，并與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：CPW探針測(cè)量結(jié)果能夠很精確地?cái)M合微帶線真實(shí)場(chǎng)分布。關(guān)鍵詞：同軸探針，CPW電場(chǎng)探針，CPW磁場(chǎng)探針，靈敏度，分辨率。IABSTRACTABSTRACTDuetotheviolentcollisionwithatmosphericmoleculesonthesurfaceoftheaircraftduringthereentryofahigh-speedaircraft,t