文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200283
中文引用格式： 楊鑫，李林茜，魏兵. 電推進羽流電磁效應仿真軟件研究與實現[J].電子技術應用，2020，46(8)：5-8.
英文引用格式： Yang Xin，Li Linqian，Wei Bing. An electromagnetic effect simulation software for electric propulsion plume[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：5-8.
0 引言
隨著航天理論與技術的發展，特別是在提高航天器有效載荷與深空探測的強烈需求推動下，傳統化學推進器的局限性愈發顯著，已成阻礙航天技術進一步發展的瓶頸問題。為克服這一問題，于上世紀提出的電推進動力系統逐漸成為研究的重點，并且國外已將該技術成功應用于衛星平臺[1-2]，但國內尚處探索階段[3-4]。因電推進系統產生的羽流是由大量帶電運動粒子組成的，這種粒子系統具有等離子體特性，因而也稱之為等離子體羽流。顯然，羽流的存在會產生電磁輻射而影響衛星電磁環境，必然對衛星通信、導航以及相關電子元器件產生影響，甚至縮短衛星壽命[5-6]。要減弱并盡可能消除這些負面影響，需進行大量的實驗研究。若在實際環境中以物理實驗方式分析相關問題，必然產生巨大經濟代價；而且在太空中展開實驗，本身就有極高操作難度和風險。雖然可采用地面物理試驗以彌補空間試驗的不足，但僅單一地依靠物理試驗同樣會產生高額經濟代價，同時也難以模擬太空的真實環境[7]。有鑒于此，實有必要輔以其他手段研究電推進羽流對衛星電磁環境的影響。就有關研究看，通過研制新的軟件平臺，能夠對推動該問題研究提供一條新的途徑。
圍繞電推進羽流對衛星電磁環境影響問題，本文設計了一款電磁效應仿真軟件。算法上，該軟件采用時域有限差分方法(FDTD)、物理光學法(TDPO)以及非均勻媒質射線跟蹤方法(RT)相結合的計算架構，使其具備寬頻域的計算特點。然后，通過C#平臺封裝程序，得到友好操作界面，同時也易于軟件后續維護、更新和升級。就現有文獻來看，我國相關成果還較少，因而本款軟件對推動該領域計算軟件的國產化起到一定促進作用。
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作者信息:
楊 鑫1，2，李林茜3，魏 兵3
(1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽550025；
2.半導體功率器件可靠性教育部工程研究中心，貴州 貴陽550025；
3.西安電子科技大學 物理與光電工程學院，陜西 西安710071)