Permittivity Calculation in an air plasma out of chemical and thermal equilibrium: effect on the propagation of electromagnetic waves at different altitudes - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Journal International de Technologie, de l'Innovation, de la Physique, de l'Energie et de l'Environnement Year : 2021

Permittivity Calculation in an air plasma out of chemical and thermal equilibrium: effect on the propagation of electromagnetic waves at different altitudes

Calcul de la permittivité dans un plasma d’air hors de l’équilibre chimique et thermique : effet sur la propagation des ondes électromagnétiques à différentes altitudes

(1) , (2)
1
2
Pascal André
Sébastien Lalléchère

Abstract

– Dans cet article, nous rappelons l’ensemble des formulations nécessaire aux calculs des concentrations des espèces chimiques et de la permittivité dans un plasma d’air à l’équilibre et hors de l’équilibre thermique en fonction du temps. Nous discutons du calcul des fréquences de collision des électrons et des espèces neutres (O, N, O2, N2, NO) individuelles et leur influence sur le calcul de la permittivité du milieu. Puis, nous présentons les résultats de la permittivité diélectrique du milieu correspondant à deux altitudes (0 km et 10 km) et pour deux déséquilibres thermiques (θ=1 et θ=2). Le plasma ainsi étudié pouvant être rapproché de ceux produits lors de la foudre, du brouillage électromagnétique, des plasmas de rentrée atmosphérique, des phénomènes liés à la furtivité... L’une des originalités de ces travaux repose également sur la présentation des résultats, à la fois en fonction de la fréquence de l’onde incidente et du temps, ceci permettant d’accéder à la dynamique comportementale du milieu plasma. Finalement, nous appliquons les résultats obtenus à deux configurations de test. Le premier considère une couche de plasma insérée entre deux espaces libres et le second considère une couche de plasma accolée à une plaque de métal parfait. Finalement, nous présentons les calculs de la transmission et de la réflexion d’une onde incidente dans ces deux cas et pour le plasma considéré. Du point de vue de ces propriétés électromagnétiques, nous montrons que le plasma peut jouer le rôle d’un métamatériau.
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Dates and versions

hal-03228418 , version 1 (18-05-2021)

Identifiers

Cite

Pascal André, Sébastien Lalléchère. Calcul de la permittivité dans un plasma d’air hors de l’équilibre chimique et thermique : effet sur la propagation des ondes électromagnétiques à différentes altitudes. Journal International de Technologie, de l'Innovation, de la Physique, de l'Energie et de l'Environnement , 2021, 7 (1), pp.1. ⟨10.52497/jitipee.v7i1.286⟩. ⟨hal-03228418⟩
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