一、空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射(论文文献综述)
张彦朋[1](2021)在《量子加密卫星通信星地链路抗干扰研究》文中研究说明量子保密通信是量子力学的基本原理和信息通信理论相互结合产生的交叉学科,有着量子力学和信息通信学科各自的优点,量子保密通信有许多经典通信无法比拟的优势。因为独特的通信安全优势,近年来,量子保密通信的研究进展不断突破,将会在通信与信息技术领域引发新的技术浪潮。量子卫星通信作为量子保密通信的重要组成部分,在各国研究团队坚持不懈的努力下,量子卫星通信也得到了健康良好的发展,为构建广域量子卫星通信网络打下了坚实的基础。然而,在进行量子卫星通信时,量子态会受到降雨、降雪以及大气中烟、雾和尘埃等颗粒物的干扰,加剧了量子态的衰减。这些问题对量子卫星通信的发展带来了严峻的挑战。本文以量子保密通信基本理论作为核心基础,从大气环境中的颗粒物对量子卫星通信性能的影响出发,分别提出了量子纠缠反馈系统模型和基于软件定义的量子保密通信系统模型,对量子卫星通信进一步发展有一定的参考价值。本文的主要工作体现在:一、根据米氏散射原理得出了大气中烟、雾、尘埃等颗粒物的消光系数;建立了大气中颗粒物浓度、光量子纠缠对传输距离与量子卫星链路衰减的数学模型;提出了自然环境能见度与量子纠缠度之间的关系;给出了颗粒物浓度、量子信号传输距离与误码率、信道容量的关系,并进行了仿真。结果表明,在进行量子卫星通信时,大气中的颗粒物会导致量子卫星链路的衰减,造成量子通信系统误码率的升高,从而导致量子卫星通信质量的下降。二、提出了一种基于量子纠缠反馈控制的优化策略。该策略是通过对光腔中泄露的光子进行测量,利用测量得到的信息估计原子的状态,进而调节控制器,改变腔中原子的自旋。然后建立了不同量子噪声信道与保真度的关系,分析了系统的安全密钥生成率。仿真结果表明,在振幅阻尼信道、退极化信道和相位阻尼信道中,在该策略下,量子卫星通信系统的保真度有明显的提高,有效地提高系统的安全密钥生成率,增强了量子卫星通信星地链路的抗干扰能力。三、本文结合软件定义网络的设计思想,提出了一种软件定义的量子保密通信系统模型。该系统对自由空间量子信道环境进行实时监测,并且将监测到的信息反馈给控制层,控制层通过数据分析来调节量子通信系统的参数,保证量子通信各性能参数达到最佳状态。仿真结果表明:软件定义的量子保密通信系统,能够提高量子通信的纠缠度和保真度,降低量子态的出错率,能过保证量子卫星通信的质量,提升系统的抗干扰能力。
肖博兮[2](2020)在《太阳高能电子蓄水池现象统计研究》文中研究表明在缓变型高能粒子事件中,利用空间中处于行星际不同经纬度以及不同日心距离的多颗卫星进行联合观测,人们经常发现不同的卫星观测到的粒子通量在上升阶段会有数量级的差距,而处在衰减期粒子通量接近相等。这种现象被称为蓄水池现象。本文利用第23太阳活动周的Ulysses和ACE卫星,对电子蓄水池现象发生期间粒子通量与磁场、等离子体温度、等离子体速度、等离子体数密度在整个事件发生期间的变化情况,进行联合观测分析。将粒子通量与绝热冷却和扩散模型进行拟合,研究哪一种运动规律在蓄水池现象发生中起主导作用。进一步,通过研究第24太阳活动周STEREO A和STEREO B卫星,对出现蓄水池现象的电子事件中,粒子通量与各向异性情况进行联合观测分析。求出不同能段各方向上粒子通量所占比值,进而研究STEREO卫星粒子数据的各向异性情况。通过粒子通量的各向异性反映出事件中源与卫星的磁连接状况,而根据卫星与源磁连接情况可以推测出粒子在发生蓄水池现象期的粒子是通过哪一种传播方式达到卫星。基于以上的观测结果,我们认为横向扩散是解释蓄水池现象的普遍适用机制,并且高能电子源的注入过程在形成电子蓄水池现象中也起到重要作用。在太阳高能电子事件通量的衰减期,高能电子通过横向扩散方式来减小行星际分布的空间梯度,从而形成蓄水池现象。在强的缓变型电子事件中,通量的持续时间比较长,横向扩散的效果能够更好地显现出来。行星际的磁镜效应有利于蓄水池现象的出现,但是磁镜效应并不是普遍适用机制。如果高能电子在源区附近发生横向扩散,那么STEREO A-B两颗卫星都能够观测到投掷角的各向异性分布,这种情况下蓄水池现象依靠行星际空间的平行扩散就可以发生。如果高能电子横向扩散发生在行星际空间而不是在源区,那么只有一颗卫星能够观测到投掷角的各向异性分布,这种情况下在行星际空间发生蓄水池现象时必须考虑横向扩散。
李磊[3](2019)在《尘埃对直流辉光放电等离子体参数影响》文中认为自从九十年代在空间等离子体和等离子体处理实验中发现尘埃颗粒,尘埃等离子体目前越来越受研究者的青睐。尘埃颗粒在等离子体技术应用中起着非常重要的作用,对半导体加工中的等离子体沉积和刻蚀以及薄膜和纳米颗粒的制作等技术应用有很大的影响。这是因为尘埃颗粒充电后的电荷性质会引起等离子体环境的变化,因此,本文将利用朗缪尔探针法和发射光谱法,对直流辉光放电尘埃等离子体进行研究,并进一步探究放电条件对尘埃等离子体参数的影响。首先,简单介绍直流辉光放电尘埃等离子体装置及诊断系统,并解释尘埃颗粒的悬浮机制。利用朗缪尔探针测量不同放电条件下的尘埃等离子体探针I-V特性曲线,对相关参数进行分析。阐述光谱法诊断原理,并将其应用于尘埃等离子体的发射光谱测量,分析其谱线构成,还对其进行了绝对强度校准。然后,从无碰撞鞘层圆柱形探针模型出发,推导了探针诊断离子密度的原理。利用探针I-V特性曲线计算出了不同放电条件下的离子密度,定性分析了其变化的原因。以简单圆柱形放电模型为基础,建立了包含尘埃表面损失项的能量平衡方程,对离子密度与气压的关系进行了数值模拟。还根据探针曲线计算出了尘埃等离子体的电子能量分布函数,从中定性分析了电子温度和电子密度的变化。最后,论证了发射光谱诊断电子温度和电子密度的理论依据。利用发射光谱计算出不同放电条件下尘埃等离子体的电子温度和电子密度,并对放电条件的影响进行了定性分析。建立尘埃等离子体中的离子数平衡方程,对电子温度与气压的关系进行了数值模拟。根据轨道运动受限理论计算了尘埃平均带电量随放电条件的变化趋势。
李雄耀,李阳,唐红,于雯,甘红[4](2019)在《月面环境过程研究评述》文中进行了进一步梳理月球在停止强烈地质活动后,持续了30多亿年的月面环境过程,虽破坏了月球早期岩浆洋演化和撞击事件的原始信息,但也很好地将这一过程信息刻录到了月表物质和月面环境现象中。一方面,长期的太空风化过程形成了月壤颗粒特有的表层微观结构、np Fe0、Fe-Si化合物及矿物水等;另一方面,这些特性又是影响月球表面热环境及尘埃环境的重要因素。在当前月球探测快速推进的形势下,工程实施迫切需要更系统地认识月面环境过程,而我国嫦娥五号任务将实现月球采样返回,也将是开展月面环境过程研究的重要契机。为此,本文总结了月面环境过程研究的现状,分析了存在的主要问题和未来研究的方向。
淡荔[5](2018)在《电磁波在尘埃等离子体中的传输与非相干散射特性研究》文中指出尘埃等离子体是一种部分或完全电离的等离子体,其成分除了包含电子、离子或中性分子外,还含有一类带电且电荷数变化的尘埃微粒,它广泛存在于星际空间、电离层、近地空间以及各类气体放电实验中。电磁波与这种复杂等离子体的相互作用呈现出了许多新的物理现象。本文基于等离子体动理论以及非相干散射理论,开展了与尘埃等离子体电磁特性相关的应用研究,主要包括电磁波分别在弱电离和全电离尘埃等离子体中的传输特性以及尘埃非相干散射特性三个方面。论文主要工作如下:1.基于FPL(Fokker-Planck-Landau)碰撞模型下分析了电磁波在全电离尘埃等离子体中的传输特性。从适合低温高密度全电离等离子体的FPL碰撞模型出发,结合尘埃充电理论以及OLM(Orbit-Limited-Motion,轨道受限模型)理论,建立全电离尘埃等离子体总复介电参数模型。利用传输矩阵法求解出弱电离下电磁波通过尘埃等离子体层的传播系数,讨论了全电离尘埃等离子体中带电尘埃颗粒参数对电磁波的传输特性的影响,并基于FPL与BGK两种模型比较了电磁波在全电离有尘埃和无尘埃两种情形下等离子体中的传播系数。2.基于BGK碰撞模型对弱电离尘埃等离子体中传输特性进行分析。从包含BGK(Bhatnagar-Gross-Krook)碰撞模型的动理论方程出发,结合尘埃充电理论以及OLM理论,推导了弱电离尘埃等离子体的复介电参数表达式,与以往的弱电离介电常数比较,该表达式中考虑了最小速率不为零条件下碰撞截面σes中第二项电势部分对充电效应的贡献,并进一步采用传输矩阵法将该结果下的传播系数与近似解下的传播系数进行了对比,讨论了带电尘埃颗粒参数对电磁波的传输产生影响。3.基于单个尘埃粒子对平面波Mie-Debye散射模型,利用并矢格林函数分别计算出了中心尘埃粒子的Mie散射截面,外围德拜云散射截面以及尘埃粒子与外围德拜云的相干散射截面,分析了尘埃粒子尺寸和带电荷数对以上截面的影响,并讨论了散射截面随入射波频率的变化规律。在尘埃非相干散射理论方面,将带电尘埃粒子的影响引入到非相干散射理论中,在不考虑磁场的条件下根据Shiffield的非相干散射理论,先给出了任意的分布函数下无碰撞情形的非相干散射功率谱一般理论表达式,后进一步将碰撞的影响考虑到非相干散射理论中,建立了碰撞情况下的尘埃等离子体非相干散射理论模型,并讨论了麦克斯韦分布下的尘埃温度、尘埃粒径和密度对离子谐振区和尘埃谐振区谱线结构的影响,获取了尘埃等离子体的非相干散射回波特性。
唐守荣[6](2018)在《空间多种等离子体环境对量子卫星通信性能影响的研究》文中指出量子通信是通过量子纠缠效应来进行信息传递的一种新型的通信方式。基于量子力学的基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可克隆性,保证了信息的不可窃听和不可破解。因此量子通信具有保密性强、安全性高等优势,是当前通信与信息领域的研究热点。2016年8月16日凌晨1时40分,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”在中国酒泉卫星发射中心发射成功,这是使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的第一步。其中量子中继技术是组建全球量子通信网络的关键技术。由于星地量子卫星通信网络受空间环境的影响较大,为确保通信的可靠性,应准确研究空间环境对量子卫星通信的影响,及时调整卫星系统的各项指标。然而,有关空间不同等离子体环境对量子卫星通信性能影响方面的研究,迄今尚未展开。为此本文通过对不同等离子体环境特性进行分析,研究等离子体环境对光量子信号传输的影响,着重讨论了在特定的环境下量子卫星链路的衰减模型,环境特性与量子卫星性能参数的定量关系,为今后量子通信发展的研究提供理论依据,为下一步研究如何解决由于空间环境造成量子通信性能衰减这一问题奠定了基础。本文的创新点主要分为:一、根据偶发E层的形成过程,得出了自由电子密度随高度变化的关系;然后建立了自由电子密度、偶发E层的厚度对量子卫星链路衰减的模型;针对振幅阻尼信道,给出自由电子密度和信道容量、纠缠保真度、误码率及安全密钥产生率的定量关系。二、根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面;然后通过粒子浓度求出总的消光截面,得出了链路衰减的数学模型,提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系;针对退极化信道,给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量、量子误码率的定量关系。三、首先从量子纠缠态的超密编码传输开始,提出了一种基于四光子纠缠态的量子超密编码通信协议,通过该协议,即可以建立纠缠信道,又可以传递量子信息;然后探究了星地量子链路传输损伤模型,得出了传输距离与信息传输损伤率的关系;接着提出基于平流层量子通信的量子中继修复策略。实验表明,该修复策略可降低信息传输时的损耗,增加量子信号的传输距离。
唐守荣,聂敏,杨光,张美玲,裴昌幸[7](2017)在《空间尘埃等离子体对量子卫星通信性能的影响》文中认为为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响,首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面;然后通过粒子浓度求出总的消光截面,得出链路衰减的数学模型,提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系;针对退极化信道,当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时,给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系.仿真结果表明,当量子信号的传输距离为10km时,尘埃粒子浓度从1×1010 m-3增加到10×1010 m-3,信道容量从0.6726降低到0.1075;尘埃粒子半径从0.1μm增加到10μm时,量子误码率由1.334×10-3增加到5.309×10-3.由此可见,尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显着的影响.因此,为确保量子通信的可靠性,应根据所探测到的等离子体环境的状况,调整卫星通信系统的各项指标参数.
李辉[8](2017)在《尘埃等离子体动力学及电磁特性研究》文中认为尘埃等离子体是指含有大量带电尘埃颗粒的等离子体系统,对许多科学和技术领域的发展具有重要的科学意义和潜在的应用价值,是多学科交叉的重要前沿方向。尽管科学界在尘埃等离子体物理方面开展了大量的理论与实验研究工作,对尘埃等离子体的物理特性有了基本的理解,但到目前为止,人们对尘埃等离子体的一些动力学过程认识还相当有限,对其电磁特性问题研究涉及的更少。鉴于此,本论文瞄准这些前沿科学问题,以等离子体物理和复杂介质电磁波传播理论为基础,研究了尘埃颗粒与等离子体相互作用机理与过程,建立了描述尘埃等离子电磁特性的物理模型,并开展了部分与此相关的实验研究,主要研究内容包括如下几个方面:利用现有的球形颗粒轨道充电物理模型,研究了等离子体对尘埃颗粒的充放电作用,在此基础上重点研究等离子体中电子和离子对尘埃颗粒的充放电作用而引起的库仑弹性碰撞动力学过程以及中性分子的存在对带电粒子之间相互作用的影响,系统给出了带电尘埃颗粒的存在对等离子体中电子和离子运动影响的规律。从传统的等离子体玻尔兹曼动理论方程出发,开展了尘埃等离子体电磁参量的模型研究,提出了描述尘埃等离子体电磁特性的新理论和新方法,分别给出不同条件下的各向同性尘埃等离子体介电系数的理论表达式,同时利用经典的磁化强度运动方程理论推导了尘埃等离子体磁化率,给出掺杂磁性尘埃颗粒的等离子体的磁导率表达式。利用尘埃等离子体介电系数表达式,开展了高频电磁波在尘埃等离子体中传播的理论与实验研究,重点研究尘埃等离子体对高频电磁波吸收,并讨论了尘埃尺寸,密度对高频电磁波吸收峰值和吸收频带的影响。利用已有的地面尘埃等离子体实验装置,开展了尘埃等离子体对电磁波的吸收实验,验证了理论的合理性。给出理想条件下的尘埃等离子体非相干散射理论谱理论计算公式,在此基础上讨论尘埃尺寸、温度和密度对非相干散射谱线的影响,获得了尘埃等离子体非相干散射功率谱的基本物理规律。研究了极区夏季中层顶尘埃等离子体异常分层结构形成的动力学成因,利用流体力学和大气动力学方程组构建了相应的物理模型,并利用数值方法模拟了带电尘埃颗粒在大气重力波扰动下形成分层结构的动力学演化过程,同时结合已有的历史火箭探空数据和雷达观测数据对本文的理论模型进行检验。对数值模拟结果与实验观测数据进行比较,再现或解释许多观测到的现象,论证理论模型的可靠性,为极区夏季中层雷达回波背后形成的物理机制奠定坚实的理论基础。
赵晓云[9](2017)在《聚变等离子体鞘层中尘埃颗粒的特性研究》文中指出磁约束托卡马克等离子体与面壁材料相互作用产生的尘埃,一方面影响托卡马克装置的安全问题,另一方面影响等离子体约束性能的提高。鞘层是联系等离子体与面壁材料表面相互作用的重要纽带。对尘埃颗粒在等离子体鞘层中的特性研究,有助于对尘埃在边界等离子体中输运的认识、更好地理解尘埃与等离子体的相互作用。本文用流体模型研究了聚变等离子体鞘层中尘埃颗粒的特性。进入等离子体中的尘埃颗粒受到电子离子的作用而带电,利用轨道限制理论研究了尘埃颗粒在等离子体中的充电特性。结果显示若不考虑尘埃表面的电子发射,在中性等离子体区域,尘埃带负电,并且尘埃颗粒的半径越大,等离子体的密度越小以及电子的温度越高,都将导致尘埃颗粒充电达到平衡的时间越短。尘埃颗粒半径和等离子体中离子质量数越大,都会导致充电平衡时尘埃携带更多的电荷数。通过对聚变等离子体鞘层中不同尺寸尘埃颗粒穿越鞘层时间和充电弛豫时间的计算分析,发现纳米量级的尘埃颗粒进入鞘层时,穿越鞘层的时间远小于尘埃颗粒在鞘层中任意位置的充电时间,进入鞘层后尘埃带电量可被视为常数;而微米量级的尘埃穿越鞘层的时间远大于在鞘层中任意位置的充电时间,进入鞘层中不同位置充电携带电量则满足局域平衡。对于穿越鞘层的时间远大于充电弛豫时间的尘埃颗粒,采用一维坐标空间三维速度空间的流体模型研究了尘埃颗粒在鞘层中的特性。结果显示尘埃颗粒进入鞘层后,磁场力和重力对尘埃颗粒的影响很小,在鞘边主要受离子拖拽力作用,远离鞘边则主要受电场力的影响,并且电场力在鞘层中大部分空间占主导地位。处于鞘层中的尘埃颗粒,沿鞘层空间的密度逐渐增加、速度逐渐减小。离子到达鞘边的速度越大以及离子的温度越高,都将使得鞘层中尘埃颗粒速度变小、密度增大。对于穿越鞘层的时间远小于充电弛豫时间的尘埃颗粒,研究了两种正离子的等离子鞘层结构以及尘埃颗粒在其中的悬浮特性。在两种正离子的等离子体鞘层中,质量数相对越大的正离子的存在,将会导致鞘层宽度和器壁临界二次电子发射增加、器壁电势和沉积到器壁的离子动能流降低;当含有另外一种质量数相对较小的正离子,给鞘层空间参数带来的影响与质量数较大的正离子则相反。结合两种正离子等离子鞘层的特点,以氢等离子体中含有氩离子为例,用单粒子模型研究了尘埃颗粒由鞘边进入两种正离子鞘层中的特性。结果显示,氢等离子体中氩离子的存在,导致尘埃颗粒能够携带更多的负电荷。通过对进入鞘层中的尘埃颗粒的受力分析,发现只有携带负电的尘埃能够悬浮于鞘层空间,并且半径越小的尘埃颗粒悬浮的位置越靠近鞘边,半径较大的尘埃悬浮于鞘层中间,紧靠器壁位置没有能够悬浮的尘埃颗粒。在氢等离子体中氩离子含量的增加,导致悬浮于鞘层中的尘埃颗粒的半径增大。悬浮于鞘层中同一位置的尘埃颗粒半径大小分别是铍(Be)尘埃、碳(C)尘埃、钼(Mo)尘埃和钨(W)尘埃。本文的研究结果有助于对偏滤器区域以及低杂波天线保护限制器周围存在的尘埃的认识,加深尘埃与边界等离子体相互作用的理解,不仅能够为EAST长脉冲放电出现的尘埃研究提供理论支持,还可以为ITER装置的运行提供科学研究基础。
张洁[10](2016)在《等离子体中波传播的数值模拟研究》文中研究指明本论文主要做了以下工作:采用粒子云网格(Particle-In-Cell,PIC)算法研究两个尘埃孤立波的正碰,并给出了Poincare-Lighthill-Kuo(PLK)方法的适用范围。运用PIC数值模拟,研究了两个孤立波的振幅对碰撞后的相位差的影响,并发现碰撞后的相位差与两个孤立波的振幅均有关。采用PIC数值模拟,计算了两个孤立波碰撞时的最大振幅,发现该最大振幅大约等于两个孤立波初始振幅值之和。对比PIC数值结果与PLK方法推导出的解析结果,发现二者吻合较好。运用PIC方法,分别研究了Korteweg-de Vries(KdV)孤波和包络孤波与固壁边界的相互作用。研究发现Kd V孤波经固壁反射后产生了相位差,且Kd V孤波经固壁反射后产生的相位差与相同振幅的孤立波正面碰撞后所产生的相位差是相等的。然而,研究中也发现,包络孤波经固壁反射后没有产生相位差,这与KdV孤波经固壁反射后是不同的。此外,两种孤波与固壁相互作用时的最大振幅大约为孤波初始振幅的2倍,该结果与两个同幅度孤波的正面碰撞所得到的最大振幅结果相同。采用蒙特卡罗碰撞的粒子云网格(Particle-In-Cell Monte Carlo Collision,PIC-MCC)算法,研究了空气等离子体中的电磁波传播。假定等离子体为均匀的、未磁化的碰撞等离子体。等离子体中的各种粒子用PIC方法进行模拟,电子和中性粒子间的相互作用通过蒙特卡罗碰撞方法来模拟。通过模拟,讨论了电磁波参数和等离子体参数对电磁波能量衰减的影响,最终发现,电磁波频率、电子密度以及中性气体密度对电磁波能量衰减系数均有很大的影响。电磁波能量衰减系数随着电磁波频率的增大而减小,随着等离子体电子密度的增大而增大,随着中性气体密度的增大而减小。研究了电磁波在火箭喷焰尘埃等离子体中的传播特性。通常情况下,尘埃等离子体中的尘埃颗粒大小是不同的,但以往的研究工作中往往只研究了颗粒大小单一的尘埃等离子体,本文研究了尘埃颗粒大小分布对尘埃等离子体中的电磁波衰减常数的影响;并计算和讨论了电磁波频率、等离子体电子密度,电子与中性气体分子的碰撞频率以及中性气体密度对电磁波衰减常数的影响。研究发现,电磁波衰减常数随电磁波频率的增大而减小,相同条件下,太赫兹波与吉赫兹波相比,具有更小的衰减值。当电磁波频率与电子-中性粒子的碰撞频率接近时,电磁波衰减常数达到最大值。电磁波衰减常数随等离子体中电子密度的增大而增大,随尘埃颗粒密度的增大而增大。此外,当尘埃颗粒半径取单一值时,电磁波衰减常数随着尘埃颗粒半径的增大而增大。研究还发现,尘埃粒子中半径较大的颗粒在导致电磁波衰减中起到主要作用,而且尘埃颗粒越大,电磁波衰减越快。
二、空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射(论文提纲范文)
(1)量子加密卫星通信星地链路抗干扰研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 量子通信的国内外研究现状 |
1.3 论文工作 |
1.4 章节安排 |
第2章 量子通信的基本理论 |
2.1 量子保密通信的基本理论 |
2.1.1 量子比特 |
2.1.2 不可克隆原理 |
2.1.3 海森堡不确定性原理 |
2.1.4 量子测量 |
2.1.5 量子保真度 |
2.2 量子保密通信相关技术 |
2.2.1 量子信号的产生技术 |
2.2.2 量子通信协议 |
2.2.3 量子信号探测技术 |
2.3 量子通信网络 |
2.3.1 量子通信端到端通信的系统模型 |
2.3.2 星地量子通信网络 |
2.4 本章小结 |
第3章 大气环境中的颗粒物对量子保密卫星通信性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 对量子保密卫星星地链路的影响 |
3.3 对量子保密通信纠缠度的影响 |
3.4 对量子保密通信容量信道的影响 |
3.5 对量子保密通信误码率的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于纠缠反馈控制的量子卫星通信性能优化策略 |
4.1 引言 |
4.2 量子纠缠反馈控制模型 |
4.3 QEFC系统在自由空间环境信道下的保真度分析 |
4.3.1 QEFC系统在振幅阻尼信道下的保真度分析 |
4.3.2 QEFC系统在退极化信道下的保真度分析 |
4.3.3 QEFC系统在相位阻尼信道下的保真度分析 |
4.4 QEFC系统安全密钥生成率的分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于软件定义的量子通信性能优化策略 |
5.1 引言 |
5.2 基于软件定义的量子通信系统 |
5.3 SDQC系统的量子信道纠缠度分析 |
5.4 SDQC系统的保真度分析 |
5.5 SDQC系统的量子态出错率分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)太阳高能电子蓄水池现象统计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的及意义 |
1.1.1 太阳及其构成 |
1.1.2 太阳黑子与太阳活动现象 |
1.1.3 行星际空间物理现象 |
1.1.4 太阳高能粒子事件及研究 |
1.2 蓄水池现象的国内外研究现状 |
1.2.1 磁瓶理论 |
1.2.2 横向扩散理论 |
1.2.3 多因素理论 |
1.2.4 蓄水池现象的观测研究 |
1.3 论文主要内容 |
第2章 高能粒子传播及通量衰减机制研究 |
2.1 单粒子轨道理论 |
2.1.1 均匀电磁场下粒子的运动 |
2.1.2 磁镜效应 |
2.2 太阳高能粒子的加速与传播 |
2.2.1 动理学运动方程 |
2.2.2 衰减阶段通量影响机制的理论分析 |
2.3 本章小结 |
第3章 ULYSESS与 ACE卫星观测研究 |
3.1 ULYSSES 和 ACE 卫星计划及观测所用载荷 |
3.2 观测数据分析研究 |
3.2.1 第23太阳活动周中蓄水池现象的统计 |
3.2.2 衰减期有其他源影响形成的蓄水池现象分析 |
3.2.3 长衰减期事件的蓄水池现象分析 |
3.2.4 磁镜效应所导致的蓄水池现象分析 |
3.3 通量衰减过程主导因素建模分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 STEREO卫星观测研究 |
4.1 STEREO卫星计划及观测所用载荷 |
4.2 投掷角分布的理论分析 |
4.3 观测数据分析研究 |
4.3.1 第24太阳活动周中蓄水池现象的统计 |
4.3.2 粒子各向异性与蓄水池现象的分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(3)尘埃对直流辉光放电等离子体参数影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 实验室尘埃等离子体放电装置 |
1.2.2 尘埃等离子体的诊断方法 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 尘埃等离子体实验装置及诊断方法 |
2.1 引言 |
2.2 直流辉光放电尘埃等离子体 |
2.2.1 放电装置及诊断系统 |
2.2.2 尘埃颗粒悬浮机制 |
2.3 朗缪尔探针诊断 |
2.3.1 探针测量 |
2.3.2 探针I-V特性曲线 |
2.3.3 等离子体空间电势 |
2.4 发射光谱诊断 |
2.4.1 光谱法原理 |
2.4.2 发射光谱的测量 |
2.4.3 光谱仪的校准 |
2.5 本章小结 |
第3章 尘埃等离子体的探针诊断 |
3.1 引言 |
3.2 朗缪尔探针诊断原理 |
3.3 探针诊断结果 |
3.3.1 不同放电条件下的离子密度 |
3.3.2 离子密度与气压关系的数值模拟 |
3.3.3 电子能量分布诊断结果 |
3.4 本章小结 |
第4章 尘埃等离子体的发射光谱诊断 |
4.1 引言 |
4.2 光谱诊断原理 |
4.2.1 玻尔兹曼斜率法诊断电子温度 |
4.2.2 连续谱绝对强度法诊断电子密度 |
4.3 发射光谱诊断结果 |
4.3.1 不同放电条件下的电子温度 |
4.3.2 电子温度与气压关系的数值模拟 |
4.3.3 不同放电条件下的电子密度 |
4.4 尘埃颗粒平均带电量 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(4)月面环境过程研究评述(论文提纲范文)
1 主要月面环境过程 |
1.1 太空风化 |
1.2 静电迁移 |
2 月壤特性及其过程指示 |
2.1 颗粒微结构 |
2.2 特殊矿物 |
2.3 矿物中的水 |
2.4 热物性 |
2.5 颗粒静电性质 |
3 未来发展方向 |
(5)电磁波在尘埃等离子体中的传输与非相干散射特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 尘埃等离子体基本概念 |
1.2.1 德拜屏蔽及尘埃等离子体德拜半径 |
1.2.2 电中性及尘埃等离子体频率 |
1.3 电磁波与尘埃等离子体相互作用的研究进展 |
1.4 非相干散射研究进展 |
1.5 论文的主要内容和任务安排 |
第二章 等离子体动理论及非相干散射理论的基本原理 |
2.1 三种碰撞模型 |
2.1.1 Boltzmann碰撞模型 |
2.1.2 BGK碰撞模型 |
2.1.3 Fokker-Planck-Landau碰撞模型 |
2.2 有限轨道理论 |
2.3 尘埃粒子的平衡带电荷数 |
2.4 有效碰撞频率 |
2.5 Shukla充电方程与充电频率 |
2.6 等离子体的Thomson散射 |
第三章 BGK碰撞模型下电磁波在弱电离尘埃等离子体中的传输特性研究 |
3.1 BGK模型下推导非磁化弱电离尘埃等离子体的介电常数 |
3.1.1 BGK碰撞模型下的电子分布函数: |
3.1.2 充电效应对弱电离尘埃等离子体介电常数的贡献 |
3.2 电磁波在弱电离下尘埃等离子体中的传输特性分析 |
3.2.1 传输矩阵法 |
3.2.2 介电常数近似解和精确解下的传播系数对比图 |
3.2.3 不同尘埃尺寸和浓度下的弱电离尘埃等离子体传播系数 |
3.3 本章小节 |
第四章 FPL碰撞模型下电磁波在全电离尘埃等离子体中的传输特性研究 |
4.1 FPL模型下推导非磁化弱电离尘埃等离子体的介电常数 |
4.1.1 碰撞效应对全电离尘埃等离子体介电常数的贡献 |
4.1.2 充电效应对全电离尘埃等离子体介电常数的贡献 |
4.2 电磁波在全电离下尘埃等离子体中的传输特性分析 |
4.2.1 比较全电离尘埃等离子体与普通全电离等离子体的传播系数 |
4.2.2 不同尘埃半径的影响 |
4.2.3 不同尘埃浓度的影响 |
4.3 比较波在弱电离与全电离尘埃等离子体的传播特性 |
4.3.1 无尘埃时比较全电离与弱电离传播系数 |
4.3.2 有尘埃时比较全电离与弱电离传播系数 |
4.4 本章小节 |
第五章 尘埃等离子体的非相干散射特性研究 |
5.1 单个尘埃粒子对平面波的散射 |
5.1.1 单个尘埃粒子对的散射理论基础 |
5.1.2 不同尘埃半径下各个散射截面随入射频率变化规律 |
5.2 基于麦克斯韦平衡态尘埃等离子体非相干散射 |
5.2.1 无碰撞近似下尘埃等离子体的概率分布函数及起伏密度 |
5.2.2 无碰撞尘埃等离子体的任意分布函数下非相干散射谱密度函数 |
5.2.3 麦克斯韦分布下的无碰撞尘埃非相干散射功率谱 |
5.2.4 数值模拟结果及分析 |
5.3 碰撞尘埃等离子体的谱密度函数 |
5.3.1 碰撞尘埃等离子体的任意分布函数下非相干散射谱密度函数 |
5.3.2 麦克斯韦分布下的碰撞尘埃非相干散射功率谱 |
5.3.3 数值计算结果与分析 |
5.4 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(6)空间多种等离子体环境对量子卫星通信性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 量子通信的国内外研究进展 |
1.2.1 量子通信的国外研究进展 |
1.2.2 量子通信的国内研究进展 |
1.3 论文工作 |
第2章 量子通信的基本理论 |
2.1 量子信息的基本概念 |
2.1.1 量子比特 |
2.1.2 量子系统状态 |
2.1.3 量子比特的性质 |
2.2 量子通信的基本概念 |
2.2.1 量子信息论基础 |
2.2.2 量子隐形传态 |
2.2.3 BB84量子通信协议 |
2.2.4 诱骗态量子通信协议 |
2.3 空间有噪量子通信信道 |
2.3.1 振幅阻尼信道 |
2.3.2 退极化信道 |
2.3.3 相位阻尼信道 |
2.3.4 比特翻转信道 |
2.4 星地量子通信网络 |
2.5 本章小结 |
第3章 中纬度地区电离层偶发E层对量子卫星通信性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Es层的形成理论 |
3.3 不规则体Es层对量子卫星通信链路的影响 |
3.4 不规则体Es层对量子密钥分发的影响 |
3.4.1 不规则体Es层对振幅阻尼信道容量的影响 |
3.4.2 不规则体Es层对纠缠保真度的影响 |
3.4.3 不规则体Es层对量子误码率和安全密钥产生率的影响 |
3.5 结论 |
3.6 本章小结 |
第4章 空间尘埃等离子体对量子卫星通信性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 带电尘埃粒子的光散射截面 |
4.3 带电尘埃粒子与链路衰减的关系 |
4.4 带电尘埃粒子对量子通信性能参数的影响 |
4.4.1 信道纠缠度 |
4.4.2 退极化信道容量 |
4.4.3 信道误码率 |
4.5 结论 |
4.6 本章小结 |
第5章 星地量子链路传输损伤模型及修复策略 |
5.1 引言 |
5.2 基于四光子的量子超密编码通信 |
5.3 星地量子链路传输损伤模型 |
5.4 平流层通信及修复策略 |
5.4.1 平流层通信网络 |
5.4.2 量子中继修复策略 |
5.4.3 修复结果分析 |
5.5 结论 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)空间尘埃等离子体对量子卫星通信性能的影响(论文提纲范文)
0 引言 |
1 带电尘埃粒子的光散射截面 |
2 带电尘埃粒子与链路衰减的关系 |
3 带电尘埃粒子对量子信道纠缠度的影响 |
4 带电尘埃粒子对退极化信道容量的影响 |
5 带电尘埃粒子对信道误码率的影响 |
6 结论 |
(8)尘埃等离子体动力学及电磁特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
1.2.1 尘埃等离子体的研究历程 |
1.2.2 尘埃等离子体电磁特性相关研究现状 |
1.2.3 极区中层尘埃等离子体问题研究概况 |
1.3 研究方法简述 |
1.4 本论文的主要研究内容 |
第2章 尘埃与等离子体相互作用动力学过程 |
2.1 引言 |
2.2 尘埃颗粒的充放电动力学过程 |
2.3 带电尘埃与等离子体碰撞动力学过程 |
2.3.1 基础理论和物理模型 |
2.3.2 数值计算结果及讨论 |
2.4 中性分子对带电粒子相互作用的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 尘埃等离子体电磁参量理论研究 |
3.1 引言 |
3.2 尘埃等离子体动理论基础 |
3.3 各向同性尘埃等离子体的介电系数模型 |
3.3.1 库仑碰撞对等离子体介电系数的影响 |
3.3.2 尘埃表面电荷涨落对介电系数的影响 |
3.3.3 尘埃形状对等离子体介电系数的影响 |
3.4 尘埃等离子体的复磁导率 |
3.5 尘埃等离子体的复电导率 |
3.6 小结 |
第4章 尘埃等离子体对电磁波的吸收 |
4.1 引言 |
4.2 电磁波在尘埃等离子体中的吸收 |
4.2.1 物理模型基础 |
4.2.2 数值计算结果 |
4.3 尘埃尺寸分布对电磁波吸收的影响 |
4.3.1 物理模型基础 |
4.3.2 数值计算及分析 |
4.4 尘埃等离子体电磁波吸收地面实验 |
4.4.1 实验装置 |
4.4.2 实验测量方法简介 |
4.4.3 实验数据结果分析与讨论 |
4.5 小结 |
第5章 尘埃等离子体的非相干散射理论研究 |
5.1 引言 |
5.2 等离子体非相干散射理论基础 |
5.2.1 单粒子散射理论 |
5.2.2 等离子体集体散射 |
5.3 尘埃等离子体的非相干散射谱 |
5.3.1 物理模型 |
5.3.2 数值模拟结果 |
5.4 小结 |
第6章 极区中层顶尘埃等离子体动力学过程研究 |
6.1 引言 |
6.2 中层顶尘埃等离子体动力学模型 |
6.2.1 基本物理模型 |
6.2.2 模型数值求解方法 |
6.2.3 模型数值计算结果 |
6.3 实验观测数据分析 |
6.3.1 火箭探空历史资料 |
6.3.2 PMSE连续实验观测 |
6.3.3 PMSE方向敏感性实验研究 |
6.4 小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(9)聚变等离子体鞘层中尘埃颗粒的特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 托卡马克等离子体与面壁材料相互作用 |
1.2 等离子体鞘层简介 |
1.3 聚变等离子体鞘层中的尘埃颗粒 |
1.3.1 研究背景和意义 |
1.3.2 研究现状和有待解决的问题 |
1.4 本论文研究的意义和内容安排 |
第2章 等离子体鞘层的流体模型 |
2.1 流体模型研究方法简介 |
2.2 稳态鞘层玻姆判据 |
2.3 本章小结 |
第3章 聚变等离子体鞘层中尘埃颗粒的充电特性 |
3.1 尘埃颗粒充电模型 |
3.2 尘埃颗粒在等离子体中的充电特性 |
3.3 从鞘边进入鞘层中的尘埃颗粒充电特性 |
3.4 本章小结 |
第4章 纳米尺寸尘埃颗粒在聚变等离子体鞘层中特性 |
4.1 鞘层基本模型 |
4.2 数值模拟结果与讨论 |
4.2.1 尘埃颗粒所受的作用力 |
4.2.2 尘埃颗粒的含量对鞘层特性的影响 |
4.2.3 尘埃颗粒的半径对鞘层特性的影响 |
4.2.4 离子速度对鞘层的影响 |
4.2.5 离子温度对尘埃颗粒的影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 尘埃颗粒在两种正离子鞘层中特性 |
5.1 鞘层物理模型 |
5.2 鞘层结构特性 |
5.3 处于鞘层中的尘埃颗粒 |
5.3.1 尘埃颗粒处于鞘层中不同位置的充电带电量 |
5.3.2 悬浮于鞘层中不同位置的尘埃颗粒的尺寸 |
5.3.3 离子温度对悬浮在鞘层中尘埃颗粒的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 论文创新点 |
6.3 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(10)等离子体中波传播的数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 等离子体概述 |
1.1.1 等离子体的概念及其性质 |
1.1.2 等离子体的分类 |
1.2 尘埃等离子体概述 |
1.2.1 尘埃等离子体的概念 |
1.2.2 尘埃等离子体的基本特性 |
1.2.3 尘埃等离子体的存在领域 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 尘埃等离子体中波的研究现状 |
1.3.2 电磁波在等离子体中传播的研究现状 |
1.4 本论文的主要研究工作 |
2 基于PIC算法的尘埃声孤波碰撞研究 |
2.1 研究背景 |
2.2 摄动方法简介 |
2.3 PIC算法介绍 |
2.4 尘埃声孤波碰撞的PIC数值模拟 |
2.4.1 基本模型与PLK方法摄动展开 |
2.4.2 PIC模拟结果与分析 |
2.5 本章小结 |
3 基于PIC方法的尘埃声孤波与固壁的相互作用研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 KdV孤波与固壁的碰撞反射 |
3.2.1 基本模型 |
3.2.2 模拟结果及讨论 |
3.3 包络孤波与固壁碰撞的反射 |
3.3.1 基本模型 |
3.3.2 模拟结果及讨论 |
3.4 本章小结 |
4 基于PIC-MCC方法的等离子体中电磁波衰减模拟 |
4.1 研究背景 |
4.2 PIC-MCC方法简介 |
4.2.1 碰撞和电离建模 |
4.2.2 PIC算法中电磁场的求解 |
4.3 理论分析及物理模型 |
4.4 模拟结果分析 |
4.4.1 电磁波频率对电磁波能量衰减的影响 |
4.4.2 电子密度对电磁波能量衰减的影响 |
4.4.3 空气密度对电磁波能量衰减的影响 |
4.5 本章小结 |
5 尘埃颗粒大小分布对尘埃等离子体中电磁波衰减的影响 |
5.1 研究背景 |
5.2 尘埃等离子体中的电磁波衰减常数 |
5.3 尘埃颗粒大小分布类型 |
5.4 计算结果与分析 |
5.4.1 尘埃颗粒大小为多项式分布的结果与分析 |
5.4.2 尘埃颗粒大小为PLD的结果与分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的科研成果目录 |
致谢 |
四、空间尘埃等离子体Maser效应以及所导致的Langmuir辐射(论文参考文献)
- [1]量子加密卫星通信星地链路抗干扰研究[D]. 张彦朋. 西安邮电大学, 2021(02)
- [2]太阳高能电子蓄水池现象统计研究[D]. 肖博兮. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]尘埃对直流辉光放电等离子体参数影响[D]. 李磊. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [4]月面环境过程研究评述[J]. 李雄耀,李阳,唐红,于雯,甘红. 矿物岩石地球化学通报, 2019(03)
- [5]电磁波在尘埃等离子体中的传输与非相干散射特性研究[D]. 淡荔. 西安电子科技大学, 2018(02)
- [6]空间多种等离子体环境对量子卫星通信性能影响的研究[D]. 唐守荣. 西安邮电大学, 2018(01)
- [7]空间尘埃等离子体对量子卫星通信性能的影响[J]. 唐守荣,聂敏,杨光,张美玲,裴昌幸. 光子学报, 2017(12)
- [8]尘埃等离子体动力学及电磁特性研究[D]. 李辉. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [9]聚变等离子体鞘层中尘埃颗粒的特性研究[D]. 赵晓云. 中国科学技术大学, 2017(09)
- [10]等离子体中波传播的数值模拟研究[D]. 张洁. 西北师范大学, 2016(09)