高超声速飞行器飞行期间，由于表面激波的影响，飞行器表面会生成等离子体鞘套。等离子体鞘套会吸收、反射和散射电磁波，导致通信信号发生衰减甚至中断，从而形成“黑障”问题。理论上来说，等离子体鞘套与微波的相互作用随微波电场幅值的变化呈现非线性，所以可能存在一个合适的电场幅值和辐照时间区间，使等离子体鞘套的电磁波透射率上升。针对这种可能性，采用有限元分析方法，对飞行器表面等离子体鞘套流场与电磁场进行二维耦合仿真，得到微波照射后等离子体鞘套透射率的改变情况。分别使用电场幅值为5×10⁴、1×10⁵、2.5×10⁵、5×10⁵ V·m⁻¹的微波对等离子体鞘套进行30 ns的辐照，在辐照后等离子体鞘套对1.2 GHz和1.6 GHz的电磁波的最大透射率提升，为解决“黑障”问题提供了新的可能。

由于存在理论模型不完善、实验验证技术不充分等问题，等离子体鞘套中的信息传递难题尚未获得可行的工程化解决方案。首先通过数值计算与理论建模研究了X射线光子与等离子体相互作用机理，构建了X射线与等离子体相互作用理论模型，与传统波动模型中X射线可无衰减地穿透等离子体的结论不同，本文建立的修正理论模型指出X射线在等离子体中的透过率与等离子体电子密度及入射X射线流量密切相关。其次通过栅控X射线调制发射、单光子X射线探测、动态等离子体产生等核心技术攻关，演示验证平台搭建，实现了高动态范围（电子密度10⁹~10¹⁴/cm³）、长持续时间（大于20 min）等离子体环境下，通信速率优于1 Mbps，误码率10^-5量级的X射线通信实验验证。实验结果表明，所建立的修正理论模型可对实验现象进行良好的解释与预测，全物理闭环式实验系统可为等离子体鞘套中的通信难题提供解决思路。

针对临近空间飞行器的黑障问题，根据模拟的RAM C-III飞行器周围的流场分布结果，计算了等离子体电子密度和碰撞频率，并根据其分布建立了非均匀的等离子体模型。在此基础上，利用散射矩阵方法分析了太赫兹波在等离子体中的传输特性随着等离子体密度、等离子体厚度、等离子体碰撞频率的变化以及外加磁场对传输特性的影响。结果表明，太赫兹波的传输损耗随着等离子体电子密度和等离子体厚度的增加而增加，而碰撞频率的增加会使得透射率先减小后增加。在外加磁场的作用下，左旋太赫兹波的传输特性会得到改善；而对于右旋太赫兹波，磁场的施加会引入吸收峰，并且随着磁感应强度的增加向高频方向移动。