等离子体诊断,是研究高速飞行器返回地球时产生的黑障现象的一个重要研究方向。黑障现象产生的等离子体鞘套干扰实时通信,给各类飞行任务造成安全隐患和财产损失。因而,研究等离子体鞘套的电磁特性对解决黑障问题具有重大意义。利用大型激波管进行等离子体诊断是常用的一种方式,而用微波进行等离子体诊断是应用广泛的一种方法。本文主要研究了利用微波透射法诊断等离子体的电子密度和碰撞频率等参量,内容分为以下几个方面:第一,在传统透射法的基础上,提出了一种考虑各层分界面反射的透射算法。该算法是通过建立透射实验中的激波管电磁模型,在电磁模型中利用边界条件严格推导,得出幅度相位变化与等离子体介电常数的关系式,再利用优化算法反演求解等离子体参量。第二,通过大量实验数据来进一步分析算法,并对等离子体进行诊断。首先结合理论分析,对同一组实验数据,分别采用传统透射法和考虑反射的透射算法计算并对比讨论。分析发现两者差异既和电磁波入射频率相关,也和等离子体状态变化相关。由此在一些特定频段和实验状态下,不能忽略入射波穿过等离子时的反射。其次还根据多组实验数据,说明了电子密度和碰撞频率与入射波频率,激波管气压等的关系。第三,针对现有透射算法都是单层介质模型,提出了一种等离子体多层介质模型和相关诊断算法。通过光学近似法,考虑入射波在各层分界面的折射,求解多层介电常数与入射波相位变化的关系。再通过遗传算法进行反演优化,分别对三层、五层和七层介质圆柱进行算法分析,仿真验证。最后讨论了反演算法的优化改进和误差分析。