电磁科学实验研究

针对具有强碰撞、非均匀和高动态特征的等离子体电磁科学研究需求，突破了温度受限条件下的高密度等离子体产生、等离子鞘套细观结构模拟与调控、高精度/高时空分辨率等离子体三维诊断、等离子体中电磁信号多维特征测量、宽频带/高精度雷达目标散射特性测量、等离子体内部电磁场测量等多项关键技术，形成涵盖高速目标等离子体电磁特征研究能力的科学实验平台，填补该领域科学实验仪器的空白。

临近空间测控通信

临近空间作为连接空基平台和天基平台的重要战略空间，是未来重点开发的空域范畴。由于飞行器的高速、高机动等特点造成通信信道环境复杂多变，噪声、多普勒、等离子等多种信道干扰因素强耦合，导致通信性能急剧下降。围绕临近空间信道特性、自适应通信技术等方面做了大量理论研究，在等离子鞘套信号寄生调制效应、信道建模研究、通信黑障缓解适应性技术等方面取得进步，显著提高临近空间复杂信道下的通信质量。

（一）发明了适应等离子体鞘套信道的协同通信技术。发现了时变等离子体引起的通信信号幅-相寄生调制现象，建立了等离子体鞘套非平稳、高动态、多尺度信道模型。建立了信源、信道和信宿多域协同的、适应等离子体鞘套环境的协同通信技术。提升了通信系统适应高动态传输环境的能力，使电子密度动态适应能力提升了1个数量级；是国际上该领域的开创性研究工作。

（二）发明了高密度等离子体鞘套下低频信息传输新方法。在高密度黑障区，发现等离子鞘套中低频波磁分量衰减远小于电分量的新机理，提出感知低频波磁分量获取信息新方法，突破小型化磁场接收关键技术，实验表明在电子密度高达10¹³/cm³条件下衰减仅1.5dB，开展了亚轨道高速飞行器飞行试验，全程有效接收地面发射电波的磁分量信号。

（三）发明了低温等离子体鞘套模拟与通信实验平台。提出了大面积均匀等离子体产生、电子密度控制方法，研制形成了等离子体鞘套下长时间、可重复的电磁传播和通信实验平台，大幅提升了我国在等离子体鞘套下电波传播和信号传输的综合实验能力。

目标探测

临近空间高超声速飞行器表面包覆的等离子鞘套对电磁信号产生强烈的反射、折射、吸收衰减作用，导致雷达系统出现虚假目标和成像散焦等现象。围绕解决等离子鞘套包覆下高超声速飞行器的雷达探测异常问题，首次揭示等离子鞘套包覆下虚假目标的形成机理，针对鞘套包覆目标的雷达回波建模、回波多普勒频率补偿、相参积累技术等方面取得重大突破，为等离子鞘套环境下的精准探测提供理论支撑和技术保障。

（一）等离子鞘套包覆下目标的特殊电磁效应及探测异常机理。开展了等离子鞘套包覆目标与雷达信号的电磁耦合作用机理研究，发展了雷达回波信号时域瞬态计算方法，建立了等离子鞘套包覆目标的雷达回波多域特征模型，国内首次揭示了等离子鞘套对雷达探测一维距离像和ISAR像的畸变机理。

（二）等离子鞘套包覆下目标的雷达可靠探测方法。基于时频分析技术，研究了雷达回波信号瞬时多普勒频率高分辨提取技术，提出了基于脉内多普勒频率循环补偿的假目标抑制方法和基于频率分集的假目标抑制方法及基于脉内和脉间多普勒频率综合补偿的相参积累方法，可实现等离子鞘套虚假目标的有效抑制，提升回波信噪比和雷达探测性能。

深空探测

分布式卫星编队测量与控制是实现系外行星成像、引力波探测等空间天文观测的核心技术。围绕天基分布式平台共面共型的高精度实时自主测量这一基础性问题，研究多星间实时测量新理论与新方法、编队构型的高精度解算，构建分布式运动成像地面演示与验证系统，为觅音计划等国家重大科学工程的实施提供可行方案和技术支撑。