返回舱再入大气层与高超声速飞行器在临近空间航行时,由于其本身飞行的高马赫数和空间内的粒子分布,飞行器表面与空气中的粒子发生剧烈摩擦,飞行器外部部分防热材料发生化学反应,一些表面材料发生高温离解,使得飞行器表面形成一层高温物质,即等离子体,等离子体鞘套会影响到到地面对与飞行器位置的定位。等离子体鞘套的存在对于目标探测有严重的影响,甚至有可能发生飞行事故。目前对于飞行器由于包覆等离子体而干扰雷达信号处理主要的解决方法式存储转发技术,这种方法仅能够储存飞行器的部分信息,但无法对目标飞行器进行实时监控。虽然对于返回舱来说,其由于鞘套引起的探测失灵仅有几分钟到十几分钟,但对于在临近空间长期执行长时间任务的飞行器来说,由于其不同于再入的巡航时间,与地面雷达失联有可能长达几十分钟,由于此类飞行器均需要与地面时时保持通信,所以对其实时进行雷达定位便十分重要。论文的主要工作如下:1、等离子体鞘套化学流场仿真研究。使用CFD下的流体仿真软件FLUENT对高超声速飞行器绕流热化学非平衡流场进行了仿真计算,首先介绍了流场控制方程组的基本概念,建立了高超声速飞行器模型包括化学反应模型中的五组元与反应方程式和飞行器基本信息。使用GAMBIT建立了流场网格,仿真得到了不同飞行高度和飞行马赫数下的绕流流场,对比分析了不同飞行高度与飞行马赫数对飞行器周围流场内温度、空气五组元和电子密度分布的影响。2、高超声速飞行器时空非均匀等离子体鞘套电磁散射特性研究。本章通过Z变换FDTD(Z-FDTD)方法计算和分析了在等离子体鞘套空间非均匀的情况下钝锥飞行器在不同高度、马赫数和攻角和不同入射波频率与不同入射波角度情况下RCS双站角的变化,模拟了电子密度在等离子体鞘套中随时间的不同变化函数包括增长、衰减和高斯与变化速率,分析了电子密度随不同的时间变化曲线变化时,雷达散射界面的区别,计算了在时空非均匀等离子体鞘套的和电子密度在缓慢上升的情况下,不同飞行条件和不同等离子体参数包括不同高度、马赫数和攻角、不同回旋频率、不同入射波频率与不同入射波角度对类HTV飞行器双站RCS的影响,验证了“磁窗效应”对电磁散射特性的影响。3、推导了电磁波斜入射等离子体计算方法,电流密度卷积时域有限差分方法(JEC-FDTD)公式,修改了斜入射情况下的Mur吸收边界与连接边界,利用FLUE NT仿真得到的流场数据,分析了在电子密度以时间为横轴模拟实际情况下不同电子密度变化速率、飞行马赫数、飞行高度对电磁波以不同入射角度斜入射等离子体时,角度与极化状态对反射、透射系数和吸收率的影响,计算了电磁波入射等离子体包覆钝锥飞行器时不同极化状态的双站RCS值,最后基于winform平台开发完成电磁波与等离子体包覆飞行器相互作用的可视化软件。