目录

●丛书序
前言
第1章 概述 1
1.1 临近空间开发利用战略意义/1
1.2 临近空间飞行器发展趋势/3
1.2.1 临近空间飞行器/3
1.2.2 高超声速飞行器/5
1.3 临近空间飞行器通信信道环境/14
1.3.1 临近空间测控通信需求/14
1.3.2 临近空间测控信道环境/15
1.3.3 临近空间综合信道链路特性/18
1.4 临近空间高超声速飞行器黑障难题/27
1.4.1 等离子体鞘套黑障现象/27
1.4.2 抗黑障传统技术路径/29
1.5 高超声速飞行器信道特性研究意义/30
参考文献/31
第2章 等离子体鞘套中电磁波传播特性 34
2.1 等离子体的形成机理及关键参数/34
2.1.1 等离子体的形成机理和主要过程/34
2.1.2 等离子体的关键参数/35
2.1.3 等离子体鞘套的参数特征/38
2.2 等离子体的介质特性/38
2.2.1 单粒子模型/39
2.2.2 磁流体模型/41
2.2.3 动力学模型/43
2.2.4 宏观介质模型/45
2.3 等离子体电磁波传播理论/47
2.3.1 等离子体电磁波传播模型/47
2.3.2 等离子体电磁波传播特性/48
2.4 等离子体鞘套电磁波传播计算方法/49
2.4.1 解析法/50
2.4.2 有限差分时域法/51
2.4.3 散射矩阵法/55
2.4.4 WKB方法/57
2.4.5 方法对比/58
2.4.6 算例分析/59
2.5 典型飞行器稳态等离子体鞘套中电磁波的传播特性/62
2.5.1 等离子体鞘套的参数及特征/62
2.5.2 等离子体鞘套中电磁波的传播特性/63
2.6 小结/69
参考文献/70
第3章 飞行器再入段等离子体鞘套信道建模方法 71
3.1 飞行器再入段等离子体鞘套信道概述/71
3.2 再入段等离子体鞘套多时间尺度介质模型及电磁计算/71
3.2.1 等离子体鞘套电子密度多尺度描述方法/71
3.2.2 时变等离子体衰减/相移快速计算方法/73
3.2.3 再入段时变非平稳等离子体鞘套信道特征/76
3.3 基于HMM的非平稳信道建模方法/80
3.3.1 马尔可夫链及隐马尔可夫模型/81
3.3.2 马尔可夫链蒙特卡罗随机采样法/85
3.3.3 基于RJ-MCMC信道参数估计方法/91
3.4 再入段等离子体鞘套多状态非平稳信道模型/94
3.5 等离子体鞘套信道的小尺度衰落数学模型/99
3.5.1 幅度与相位概率密度函数/99
3.5.2 幅度与相位相关系数/103
3.5.3 幅度与相位自相关函数/106
3.5.4 电平通过率和平均衰落时间/108
3.6 等离子体鞘套对典型体制信号的影响/113
3.6.1 基于导频校正的PSK 调制与性能分析/113
3.6.2 NC-MASK优选似然检测方案与性能分析/116
3.6.3 NC-MFSK调制性能分析/119
参考文献/123
第4章 高超声速飞行器信道综合模型与特性分析 126
4.1 高超声速飞行器综合信道环境概述/126
4.2 高超声速飞行器信道几何统计模型/129
4.2.1 高超声速飞行器三维几何传播模型/129
4.2.2 等离子体鞘套信道与高速移动信道耦合关系/131
4.3 高超声速飞行器综合信道统计特性/133
4.3.1 上行综合信道统计特性/133
4.3.2 下行综合信道统计特性/138
4.3.3 综合信道的功率谱密度函数/139
4.4 高超声速飞行器综合信道仿真验证/140
参考文献/147
第5章 等离子体鞘套信道模拟与探测方法 149
5.1 等离子体鞘套信道模拟与探测意义/149
5.1.1 等离子体鞘套信道模拟意义/149
5.1.2 等离子体鞘套信道探测意义/150
5.2 等离子体鞘套信道物理模拟方法/151
5.2.1 托卡马克/151
5.2.2 激波风洞/154
5.2.3 电弧/射频等离子体风洞/156
5.2.4 辉光/射频等离子体源/159
5.2.5 电子束高碰撞等离子体发生器/160
5.2.6 多模块协同放电等离子体模拟/162
5.3 等离子体鞘套信道数值模拟/163
5.3.1 小尺度信道快速模拟方法/163
5.3.2 信道模拟仿真验证/165
5.4 等离子体鞘套信道探测方法/168
5.4.1 常用信道探测方法/168
5.4.2 等离子体鞘套信道探测方案/169
5.4.3 地面等离子体模拟环境的选取/180
5.4.4 基于DPSE信道模型实验验证/182
5.4.5 基于激波管的信道模型实验验证/187
参考文献/193
第6章 多应用场景下高超声速飞行器信道研究展望 195
6.1 短波段/天波/HF等离子体鞘套信道特性/195
6.2 太赫兹/激光段等离子体鞘套信道特性/199
6.3 多源态势感知协同通信技术/201
参考文献/206