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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利飞行器穿越黑障区域的通讯方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118205730B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410248826.3，技术领域涉及：B64G7/00；该发明授权飞行器穿越黑障区域的通讯方法及装置是由聂秋月;陈培奇;孟卓涛;张仲麟;艾昕;闫昌时;魏国强;赵星羽;费正航;马嘉阳设计研发完成，并于2024-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本飞行器穿越黑障区域的通讯方法及装置在说明书摘要公布了：飞行器穿越黑障区域的通讯方法及装置，属于航空航天技术领域，本发明为解决现有通信黑障问题缓解方法存在的问题。本发明方法包括以下步骤：通过地面实验模拟或计算机仿真模拟黑障的产生过程，得到不同飞行状态下等离子体鞘套的等离子体参数；选取N种典型的飞行状态，获取每种飞行状态对应的预设通讯窗口位置；在飞行器内表面的N个预设通讯窗口位置各设置一个可调谐增益超材料模块；飞行器穿越黑障区域时，根据实际飞行中等离子体鞘套不同位置的等离子体参数获取实际通讯窗口位置，将邻近的预设通讯窗口位置的超材料微移至实际通讯窗口位置，并调节超材料的参数，使超材料与等离子鞘套阻抗匹配，进而实现飞行器内部与外界保持通讯。

本发明授权飞行器穿越黑障区域的通讯方法及装置在权利要求书中公布了：1.飞行器穿越黑障区域的通讯方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤一、通过地面实验模拟或计算机仿真模拟黑障的产生过程，得到不同飞行状态下等离子体鞘套的等离子体参数；等离子体鞘套的等离子体参数包括电子密度ne法向分布、碰撞频率v以及厚度dp； 步骤二、选取N种典型的飞行状态，获取每种飞行状态对应的预设通讯窗口位置； 在每一种飞行状态下比选等离子体鞘套不同位置的等离子体参数，进而确定电磁波的角频率ω及预设通讯窗口位置； 步骤三、在飞行器内表面的N个预设通讯窗口位置各设置一个可调谐增益超材料模块，可调谐增益超材料模块包括超材料、调谐单元和位置层数微调单元； 步骤四、飞行器穿越黑障区域时，获得实际飞行中等离子体鞘套不同位置的等离子体参数； 步骤五、根据实际飞行中等离子体鞘套不同位置的等离子体参数获取实际通讯窗口位置，找到与实际通讯窗口位置相邻的预设通讯窗口位置，将该预设通讯窗口位置的超材料微移至实际通讯窗口位置处，并调节超材料的参数，使移至实际通讯窗口位置的超材料与等离子鞘套阻抗匹配，进而实现飞行器内部与外界保持通讯； 预设通讯窗口位置和实际通讯窗口位置的确定方式一样，其中实际通讯窗口位置的确定过程为： 首先，获取等离子体鞘套不同位置的等离子体参数； 其次，根据电子密度ne法向分布获取任意位置等离子体频率的法向分布ωp： 式中，ε0表示真空中的介电常数；me为电子质量；e表示元电荷量； 最后，找到满足以下三个约束条件的位置作为实际通讯窗口位置，并获取阻抗匹配电磁波的角频率ω： 约束条件1、归一化法向等离子体频率的最大值小于等于5： ωpmaxω≤5，ωpmax为任意位置等离子体频率的法向分布ωp的最大值； 约束条件2、归一化等离子体碰撞频率小于等于2： vω≤2 约束条件3、归一化等离子体厚度小于等于0.1： dpλ≤0.1，λ为电磁波波长； 等离子鞘套在实际通讯窗口位置的参数为：等离子体厚度等离子体的相对介电常数的法向分布且为实际通讯窗口位置的等离子体频率的法向分布，ω*为满足约束条件的电磁波频率，v*为实际通讯窗口位置的等离子体碰撞频率； 步骤五中超材料参数包括相对介电常数εm、相对磁导率μm和厚度dm； 超材料参数的调节包括： 利用位置层数微调单元调节超材料的位置移至实际通讯窗口位置，并通过调整超材料的层数来实现超材料厚度的调节；超材料的厚度 利用调谐单元调节超材料的相对介电常数εm和相对磁导率μm，具体的： 超材料的相对介电常数εm调节为：其中mean表示沿法向分布的算术平均值； 超材料的相对磁导率μm调节方式：改变超材料的相对磁导率μm以调节等离子体和可调谐增益超材料模块的等效波阻抗，当匹配后的传输率Tm大于0.9或传输增益Tgain大于10dB时停止调节，此时的相对磁导率μm为目标值。

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