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测量等离子体密度的微波标量反射计设计

/?? 2014年02月12日 ?? 收藏0
1.引言

微波测量方法是将电磁波作为探测束入射到等离子体中,对等离子体特性进行探测,不会对等离子体造成污染。常规微波反射计也是通过测量电磁波在等离子体截止频率时的反射信号相位来计算等离子密度。当等离子密度较高且范围较大时,需要宽频带的信号源进行扫频,这给反射计的设计带来的巨大的困难。本文通过分析不同频率时电磁波的反射率和等离子体碰撞频率对电磁波反射率的影响,设计了一种标量的反射计,反射计结构简单且不需扫频即可测量大范围的等离子体密度。

2.电磁波在等离子体上的反射

研究等离子体波的问题归结于求色散关系。电磁波以任意角度入射到不同煤质分界面上称为斜入射,在这种情况下,入射波、反射波和透射波的传播方向都不垂直于分界面。

若入射波的电场垂直于入射平面,则称为垂直极化波。当垂直极化电磁波在等离子表面垂直入射时可以求得电磁波在等离子体表面的反射系数。本文主要对等离子体密度大小为1013~1014/cm3,碰撞频率为1010到1012,等离子体大小80mm到300mm的等离子经行分析。


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