プラズマは荷電粒子、イオン、電子の媒体で構成され、宇宙で最も一般的な物質の形態のひとつである。プラズマは一般に宇宙の星や雲の中に存在するが、中性ガスを加熱したり、強い電磁場を加えたりすることで作り出すこともできる。高い熱や圧力は原子から電子を奪い、プラズマのような電気伝導性のある媒体中に正電荷を帯びたイオンと自由電子を作り出す。
現在関心を集めているのは、極超音速機が大気を通過する際に生じるプラズマの形成と挙動である。これらの乗り物はプラズマの軌跡を残し、物質の導電性により電磁信号を妨害する可能性がある。このことは、極超音速機のレーダー探知と、プラズマ層を通過する無線通信および誘導の両方に興味深い課題を提示している。
本稿では、Remcom社のXFdtd® 3D電磁界シミュレーションソルバーを用いたプラズマ材料の挙動をシミュレーションするための有限差分時間領域（FDTD）法について述べる。プラズマのシミュレーションは、使用する周波数依存モデルの説明から始まり、1次元と3次元での手法の検証へと続きます。3次元では、モノスタティックとバイスタティック両方のレーダー断面積の結果を検証のために提示する。