等离子体由于其特殊的电磁特性，在飞行器隐身技术中受到关注。与材料隐身和外形隐身相比，等离子体隐身具有宽带电磁波吸收、灵活部署等优点。同时，等离子体参数的可调性和等离子体源组合模式的可重构性使该技术具有较高的动态控制能力。
我院等离子体物理与聚变工程系的研究团队探索了大气压等离子体阵列射流源在飞行器隐身中潜在应用的可能性。相较传统等离子体隐身设备具有更小尺寸、更佳便捷性和经济性等特点，其主动隐身频率能够覆盖目前卫星通信的常用频段。该研究成果以“Arrayed multiple atmospheric-pressure plasma jet sources for active stealth”为题，发表在《Cell Reports Physical Science》上。
图1 阵列高密度等离子体射流源在飞行器隐身中的应用
在此工作中，研究人员通过发展等离子体放电与电磁波传输仿真模型分析了不同工况下大气等离子体射流源的主动隐身效果，并开展太赫兹干涉实验对联合仿真模型进行了验证（图2）。等离子体射流源比目前隐身效果最佳的电感耦合等离子体天线罩具有更小尺寸和更高的电子密度，其主要衰减频段从电感耦合等离子体源的低频段（3.1~16.5 GHz），扩展到更高的频段（15.2~32.1 GHz）。
图2等离子体放电与电磁波传输仿真模型及实验验证
研究团队提出了利用大气压等离子体阵列射流源增加主动隐身效果的方案，讨论了放电电压、针电极半径、放电气体和阵列间距等参数对电子密度分布和主动隐身效果的影响（图3）。通过构建大气压等离子体阵列射流源，得到了比电感耦合等离子体天线罩更宽的主动隐身频段，覆盖了目前卫星通信的常用频段（L~Ka波段）。
此研究结果为等离子体隐形技术提供了新的思路。
图3不同工况下阵列大气压等离子射流源的主动隐身效果
本论文的第一作者欧阳文冲为等离子体物理与聚变工程系2023届博士毕业生，目前在我校地球与空间科学院担任博士后；通讯作者是吴征威特任研究员。该研究得到了国家磁约束核聚变能发展研究专项、中科大先研院等离子体应用技术联合实验室专项、中央高校基本科研业务费专项资金等经费的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101715