磁化等离子体鞘套内太赫兹波传播特性的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61861031
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0120.太赫兹理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Recently China paid great attention to the development of its technologies of ballistic missile, manned space engineering and the hypersonic cruise flight. To find the mitigation scheme for the blackout problem became a significant and urgent concern for the strategy of Chinese national defense and technology. The terahertz (THz) communication is considered as an effective mitigation scheme for the blackout problem. However, due to the significant energy loss of THz waves in both neutral atmosphere and plasma sheaths, the THz waves are not always able to penetrate the plasma sheath effectively. In the present project a new idea to mitigate the blackout is presented: the transmission rates of THz waves at atmospheric window frequencies (<1THz) in plasma sheaths could be enhanced by the implementation of onboard instrument which could generate strong electromagnetic field, since the onboard electromagnetic field reduces the electron density and increase the transmission rate for the THz waves. In such a case the blackout could be mitigated. In the present project, a new magnetized hypersonic fluid model will be developed in order to investigate the time evolution of the magnetized plasma sheath. Based on the new model the propagation properties of THz waves in magnetized plasma sheaths will be studied. Furthermore, the generation and the evolution of turbulence in magnetized plasma sheaths will be investigated based on the new model. Also, the impact of the turbulent flow on the propagation properties of THz waves in magnetized plasma sheaths will be studied. The present research project will establish the theoretical basis for the new idea for blackout mitigation.
近年来我国弹道导弹、载人航天和长航时高超音速飞行器技术迅猛发展,解决等离子体鞘套造成的黑障问题成为国防和科技发展的迫切需求。太赫兹通讯被认为是解决黑障问题的有效途径之一。然而太赫兹波在大气层和等离子体鞘套内传播时存在能量衰减,难以有效穿透等离子体鞘套层。本项目中提出了应对黑障问题的新思路:基于大气窗口频率(<1THz)的太赫兹通讯辅以机载强电磁场,降低等离子体鞘套的局部电子密度,提高太赫兹波在鞘套内的透射率,从而削弱黑障对通讯的影响。本项目拟在前期研究基础上建立新的磁化等离子体鞘套随时间演化的流体动力学模型以及太赫兹波在磁化等离子体鞘套内的传播模型,研究太赫兹波在磁化等离子体鞘套内的传播特性。除此以外,本项目拟深入研究磁化等离子体鞘套内湍流生成和演化的过程及机制,以及湍流对太赫兹波传播特性的影响。本项目的研究将为新的黑障应对方法奠定理论基础。

结项摘要

本项目的研究主要针对再入航天器和高超音速飞行器通信黑障问题开展,提出了太赫兹通信加强电磁场调控再入航天器等离子体鞘套消减通信黑障的新思路,并围绕该思路,从磁化/非磁化太赫兹波传播特性、太赫兹通信信号体制设计、太赫兹天线设计与安装位置等角度开展研究,并基于本项目的研究,为未来高超音速飞行器器载太赫兹通信系统设计提出了建议。本研究的主要内容包括:太赫兹电磁波在非磁化/磁化等离子体鞘套中的传播特性、飞行器外形和飞航条件对太赫兹波传播的影响、太赫兹调制信号在等离子体鞘套中的传输特性及其对通信系统的影响、应用于高超音速飞行器和再入航天器的器载太赫兹天线设计理论。本研究首次发现了等离子体鞘套中“间断面”结构造成的反射衰减,并对其物理机制进行了分析。此外,研究发现,从抑制太赫兹波衰减和提高通信系统稳定性角度出发,器载太赫兹天线应安装在飞行器侧壁靠近尾部区域。太赫兹信号调制方式应采用调频或调相模式,其中调相模式优于调频模式。此外,研究发现了磁化等离子体鞘套中太赫兹波的非线性传播现象。本研究亦对器载太赫兹天线理论开展了研究,发现了天线性能劣化现象,并对其物理机制进行了分析。根据本研究,建议器载太赫兹通信系统采用0.14THz载波,辅以外加强电磁场,信号采用调频或调相模式,天线指向和增益可调,以最大限度消减通信黑障带来的影响。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
A Novel Method for Sensing Local Electron Density via Measuring the VSWR of Spaceborne Antenna
一种通过测量星载天线驻波比来感知局域电子密度的新方法
  • DOI:
    10.1109/lgrs.2022.3143206
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Ziyang Zhao;Kai Yuan;Rongxin Tang;Xiaohua Deng;Ming Yao;Jiawei Xiong
  • 通讯作者:
    Jiawei Xiong
Numerical modeling on the bit error rate of EHF communication in time-varying hypersonic plasma sheath
时变高超声速等离子体鞘层极高频通信误码率数值模拟
  • DOI:
    10.1063/5.0087974
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    AIP Advances
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xiaocui Yang;Kai Yuan;Yuhao Wang;Mingyang Mao
  • 通讯作者:
    Mingyang Mao
Theoretical Study on the Impacts of Plasmas Enveloping Reentry Vehicles on the Radiation Performance of Terahertz Array Antenna
等离子体包裹再入飞行器对太赫兹阵列天线辐射性能影响的理论研究
  • DOI:
    10.1109/tps.2022.3144483
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Plasma Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Zhao Ziyang;Kai Yuan;Rongxin Tang;Hai Lin;Xiaohua Deng
  • 通讯作者:
    Xiaohua Deng
Fruchterman–Reingold Hexagon Empowered Node Deployment in Wireless Sensor Network Application
Fruchterman-Reingold Hexagon 赋能无线传感器网络应用中的节点部署
  • DOI:
    10.3390/s22145179
  • 发表时间:
    2022-07-11
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Jiahao Li;Yuhao Tao;Kai Yuan;Rongxin Tang;Zhiming Hu;Weichao Yan;Shiyun Liu
  • 通讯作者:
    Shiyun Liu
Propagation Characteristics of Modulated EHF Signal in the Wake Region of Plasma Sheath
等离子体鞘尾流区调制极高频信号的传播特性
  • DOI:
    10.3390/aerospace9040194
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Aerospace
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Xiaocui Yang;Kai Yuan;Yuhao Wang;Yiwen Liu;Jiawei Xiong
  • 通讯作者:
    Jiawei Xiong

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于序列代理模型的结构可靠性分析方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of the University of Electronic Science and Technology of China
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖宁聪;袁凯;王永山
  • 通讯作者:
    王永山
动态偏置射频功率放大器设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    通信市场
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶焱;惠明;刘太君;袁凯
  • 通讯作者:
    袁凯
两种栓塞方法行超选择性肝动脉栓塞术治疗多囊肝病的对比研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华肝胆外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁冰;阎洁羽;王茂强;张金龙;袁凯;王燕;王修琪
  • 通讯作者:
    王修琪
青少年吸烟成瘾者Flanker任务下事件相关电位研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1674-6554.2018.01.012
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华行为医学与脑科学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈雅静;马瑶;卜利梅;苏少平;张晓花;袁凯;喻大华
  • 通讯作者:
    喻大华
Monolayer blue light exciplex organic light-emitting device and manufacturing method thereof
单层蓝光激基复合物有机发光器件及其制造方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016-03-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈润锋;袁凯;贾林林;黄维
  • 通讯作者:
    黄维

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

袁凯的其他基金

精准调控卟啉聚合物基氧还原电催化剂微环境及构效关系研究
  • 批准号:
    52373187
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
共轭多孔聚合物限域原位自牺牲模板策略制备碳基氧还原反应电催化剂
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于二维过渡金属硫化物柱撑框架材料的构筑及其电化学能源存储
  • 批准号:
    21704038
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
功能化二维过渡金属硫化物构筑杂化聚合物纳米三明治及其超级电容器
  • 批准号:
    51763018
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码