在临近空间,随着飞行器飞行速度的不断提高,飞行器会与空气发生剧烈摩擦,使得包覆在飞行器表面的气体发生热化学电离反应,产生一层“等离子体鞘套”。飞行器外围的等离子体鞘套会引起入射电磁波的散射、衰减等效应,干扰飞行器的正常通信、测控、导航过程,严重时会使通讯中断,外界无法与飞行器保持联系,即“黑障”现象,因而研究等离子体鞘套的电磁特性对于抑制“黑障”具有重要意义。基于地面电感耦合等离子体装置,开展地面实验,对航空航天中等离子体的某些特征进行模拟,利用光谱法对电感耦合等离子体装置产生的等离子体参量进行诊断,并结合理论仿真来分析电感耦合等离子体中电磁波传播面临的复杂问题,可以为高超声速飞行器的通信、导航、探测等技术提供理论依据。论文的主要工作如下:1、测量电感耦合等离子体装置中电子温度分布。通过光谱仪采集谱线的光强信息,分析其谱线的强度随线圈功率、气压以及进气量的变化趋势。采用电子碰撞截面方法建立电感耦合等离子体电子温度模型,计算不同线圈功率、不同气压、不同进气量时的电子温度。并设计腔体轴向、径向等离子体参量测量实验,分析等离子体电子温度在腔体内的分布规律。2、测量电感耦合等离子体装置中电子密度分布。通过分析谱线的展宽机制,采用Stark展宽法和探针标定发射光谱法,测量了电感耦合等离子体的电子密度。对于Stark展宽法,考虑了多普勒展宽对谱线展宽的影响,提高了电子密度的测量精度;对于探针标定发射光谱法,使用朗缪尔探针测量了300W、500W腔体轴向等离子体密度的分布情况,结合光谱法采集的谱线强度,得到比例系数“K”的值,继而进行电子密度的诊断。并基于以上两种方法,分析了电子密度随不同参数条件变化的规律,以及电子密度在腔体轴向、径向以及竖直方向的分布情况。最后,对Stark展宽法、探针标定发射光谱法、朗缪尔探针法诊断的电子密度进行对比分析。3、开展电磁波在电感耦合等离子体中的传输特性研究。基于ICP等离子体装置,采用贴片天线,测量不同频率电磁波在不同密度、不同分布的等离子体中传输时的S21参数。同时基于Stark展宽法测得的腔体轴向电子密度分布,采用等效传输线法,对电感耦合等离子体中电磁波传播的反射系数和透射系数进行了计算,最后,分析了尘埃对电磁波传播特性的影响。