超宽带高功率微波脉冲大气传播的非线性问题研究

针对由波尔兹曼方程限定的电子流体力学方程及电磁学的麦克斯韦方程构成的完备系，将首次采用时域有限差分法（FDTD）的思路对其进行处理，导出按时间步进的显示差分格式，得到快速高效的迭代模拟算法，对超宽带高功率微波脉冲在低层大气（电离层以下）中传播的非线性问题进行研究和模拟。采用时域伪谱（PSTD）方法离散无耗冷等离子体中脉冲传播的方程组，对脉冲在电离层中传播问题进行数值模拟。开发高性能的对超宽带高功率微波脉冲大气传播数值模拟软件。解决显式差分格式、非线性参数推导及计算、重复频率脉冲串的传播特性、超宽带高功率微波脉冲在电离层中的传播研究等关键问题。研究超宽带高功率微波脉冲的大气传播中的大气击穿阈值、尾蚀效应，电离、吸收、衰减和其它非线性现象等物理问题，揭示超宽带高功率微波脉冲的大气传播规律。本课题的研究将为高功率微波武器的能量传输、强电磁辐射问题、高功率超宽带源及天线的设计等方面提供参考依据。