电感耦合等离子体具有电子密度高、 放电面积大、 工作气压宽、 结构简单等特点, 在等离子体隐身领域具有突出的潜在优势。 相对于开放式等离子体, 闭式等离子体更适应于飞行器表面空气流速高、 气压变化大的特殊环境。 研究着眼于飞行器关键部件的局部隐身应用, 设计了一种镶嵌于不锈钢壁中的圆柱形石英腔体结构, 利用电感耦合放电的方式在腔体中产生均匀的平板状等离子体。 由于增加了接地金属, 降低了腔体内的钳制电位, 同之前的纯石英腔体相比, 该结构显著改善了等离子体的均匀性。 研究了该闭式腔体内氩气电感耦合等离子体（ICP）的放电特性和发射光谱, 实验中放电功率达到150 W时, 可以明显观察到ICP的E-H模式转换, 此时发射光谱和电子密度都呈现阶跃式增长。 氩气发射光谱强度随放电功率升高显著增加, 但是不同谱线强度增加幅度并不一致, 分析认为是受不同的跃迁概率和激发能的影响。 根据等离子体的发射光谱, 利用玻尔兹曼斜率法对电子激发温度进行诊断, 得到电子激发温度在2 000 K以上, 并且随功率升高而降低, 因为功率增大使电子热运动增强, 粒子间的碰撞加剧, 碰撞导致的能量消耗也更大。 电子激发温度沿腔体径向呈近似均匀分布, 分布趋势受功率影响不大。 针对利用发射光谱诊断电子密度误差较大、 计算繁琐的问题, 引入Voigt卷积函数, 经过拟合滤除多余展宽项的影响, 得到准确的Stark展宽半高宽。 最终利用发射光谱Stark展宽法计算了电子密度, 腔体中心处的峰值密度可以达到7.5×1017 m-3。 随着放电功率增大, 线圈中容性分量降低, 耦合效率增大, 电子密度随之增大, 但空间分布趋势基本不受功率影响。

闭式腔体ICP是解决飞行器等离子体局部隐身的可行方案, 其电子密度Ne在电磁波入射方向上的分布是影响其电磁波衰减效果的关键因素。 对此, 开展了在30.8 cm×30.8 cm×5.8 cm石英腔体内的ICP放电实验, 通过实验研究了空气/氩气ICP的E-H模式跳变的物理现象, 通过测量得到了空气/氩气环状ICP的宽度和覆盖面积比例随电源功率变化的规律, 并给出了上述实验现象的理论解释。 为了得到平面型ICP的电子密度在微波入射方向的分布, 提出基于Hβ光谱展宽的微波干涉分布诊断法, 分别对平面真空腔室内空气/氩气ICP的电子密度在电磁波入射方向上的分布进行了诊断, 通过Hβ(486.13 nm) Stark展宽拟合和微波干涉过程分别获取电子密度分布函数的两项参数, 得到了电子密度分布随放电功率变化的曲线。 实验可得到电子密度范围为0.5×1011～3.2×1011 cm-3的环状ICP源, 实验结果表明, ICP的电子密度受气体种类, 射频功率影响较大, 峰值电子密度接近ICP的中心位置, 通过比较发现, 氩气的电子密度较高, 有效拟合区域较窄, 空气的有效拟合区域较宽, 覆盖面积较大。

ICP反应室或ICP质谱仪不同,ICP在用于衰减微波时,其腔体采用全密封石英结构,同时缺少静电屏蔽、金属衬底和磁场约束等条件,研究其内部电子密度等参数的分布对于等离子体局部隐身技术具有重要意义.利用光谱分析法,对两种典型ICP源(螺旋型和盘香型)在密闭石英立方体腔内H模式下稳定放电的电子密度分布展开了对比试验研究.使用Ar离子谱中476.45 nm谱线相对光谱强度变化研究了不同型ICP源的E—H模式跳变和功率耦合效率,通过非H谱线(Ar)的Stark展宽法,诊断了两种源的天线垂直平面上的二维电子密度分布.实验发现ICP在H模下的电子密度分布受交变磁场产生的趋肤电流影响较大,趋肤深度随着放电功率的增大而减小,同时主等离子体区域体积缩小、电子密度增加,在天线的垂直面上,螺旋型源ICP电子密度呈中心轴对称型分布,盘香型源ICP呈双峰型分布.功率耦合效率受源天线形状及其容性耦合效应影响较大,光谱相对强度显示螺旋型源的功率耦合效率低于盘香型源.通过该实验方法,可以在石英立方腔体内得到最高电子密度范围为1.4×1017～2.5×1017 m-3的螺旋型ICP源和范围1.8×1017～3.0×1017 m-3的盘香型ICP源.

闭式等离子体可以克服等离子体隐身技术在开放环境中等离子体难以维持及能耗过大的问题。 针对等离子体隐身应用, 设计了一种封闭式的等离子体发生装置, 选用微秒脉冲电源, 以氩气为工质气体, 在低气压环境下进行了放电实验。 采用发射光谱法, 测量了密闭腔体内部厚度方向上的Ar谱线强度, 并将碰撞-辐射模型用于分析等离子体参数的分布规律。 当放电参数确定时, 给定电子温度和电子密度, 可通过碰撞-辐射模型计算得到2p能级上的布居分布比值, 将其与从光谱数据中得到的布居分布比值进行比较, 当差异值最小时, 即可确定相应的等离子体参数。 通过对电子温度在1～5 eV范围内的2p9和2p1能级布居分布比值进行计算, 分析了碰撞-辐射模型计算可能存在的误差。 实验结果表明, 在厚度方向上, 封闭式腔体中的等离子体电子密度达到1011 cm-3量级且呈一定的梯度分布, 但变化幅度不大, 其分布情况有利于等离子体隐身技术的应用。

等离子体隐身是隐身技术的一个新分支。在等离子体隐身机理分析中, 重点探讨了等离子体折射隐身和吸收隐身特性。对太赫兹辐射具有的高穿透性、高分辨率和反隐身能力进行了研究。依据对等离子体隐身技术的局限性分析, 提出了采用太赫兹雷达探测等离子体隐身飞行器的可行性及技术途径。