当高超声速飞行器以超音速飞行于临近空间时,由于飞行器外围包裹着一层等离子体鞘套,用于与地面通信的测控信号和来自卫星的导航信号将被等离子体反射、折射和吸收,从而不能被天线接收识别,造成通信中断的物理现象,称之为通信“黑障”。这与飞行器的不间断通信需求相矛盾,因此急需寻求一种技术缓解通信黑障问题。国内外学者提出了多种解决通信“黑障”的方法,其中外加磁场被认为是最具工程可实现性的方法之一,该方法通过在天线区域施加磁场,从而形成可供电磁波传输的“磁窗”。首先,本文研究了施加磁场获得磁窗的数值仿真过程,并仿真获得飞行器施加磁窗前后的等离子体鞘套。其次,基于FDTD仿真研究了飞行器向外发射电磁波以及接收通信信号的两种通信方式,仿真模型包括天线、飞行器以及等离子体鞘套。为此研究了FDTD仿真天线辐射方向图的算法,提出了一套有效的仿真方法模拟高超声速飞行器向外发射电磁波的过程,对比施加磁窗前后天线的辐射方向图,验证了外加磁场对提高天线辐射性能具有积极作用。最后,研究了电波在等离子体中的传播特性,仿真得到施加磁窗前后电波在等离子体鞘套内传输后的反射、透射系数。为了研究施加磁场对通信信号传输质量的影响,假设飞行器需要接收来自地面的测控信号或者卫星发出的导航信号,则当电磁波到达飞行器时可视为平面波,并在天线处进行接收。为此研究了QPSK和2FSK信号的调制解调算法,提出了一套仿真方法模拟高超声速飞行器接收信号的过程,对比施加磁窗前后信号在等离子体鞘套中传输后的频谱图、星座图、接收波形和误码率,验证了外加磁场对通信质量的提高具有重要作用。本文对外加磁场缓解通信黑障问题进行了仿真研究,避免了复杂且昂贵的飞行实验,可为解决黑障问题提供理论基础和仿真数据,这也是本文的创新点之一。