大功率ELF/VLF調(diào)制的高頻無線電波能夠有效地?cái)_動(dòng)電離層,形成等效的虛擬偶極子源,并輻射出能夠向下傳播進(jìn)入地-電離層波導(dǎo)的ELF/VLF信號(hào)。本文基于電離層加熱相關(guān)理論,建立電離層不同區(qū)域的加熱模型,分析加熱激勵(lì)ELF/VLF波的機(jī)理,研究了ELF/VLF波在電離層和地-電離層波導(dǎo)中的傳播,并計(jì)算了其在海面上被接收到的磁場幅值。論文主要工作如下:1、簡要介紹了電離層中相關(guān)參數(shù),并給出國際上常用的電離層參考模型IRI-2012及大氣模型MSIS90。利用這兩個(gè)模型分析了不同緯度和不同時(shí)間電離層中電子密度、離子密度、中性粒子密度以及電導(dǎo)率隨高度的變化情況。2、以歐姆加熱理論為基礎(chǔ),介紹了低電離層加熱模型。選取了Troms?和Arecibo兩個(gè)加熱地點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算,前者處于高緯地區(qū)而后者對應(yīng)低緯地區(qū)。結(jié)果表明,當(dāng)連續(xù)波注入時(shí)電子溫度的飽和時(shí)間遠(yuǎn)大于電子密度的飽和時(shí)間;由于不同時(shí)間段初始時(shí)刻的電子溫度和電子密度不同,最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)兩者的值也不相同。3、在高緯地區(qū)和低緯地區(qū)低電離層的自然電場分別默認(rèn)為25mV/m和5mV/m的情況下,計(jì)算了方波調(diào)制加熱時(shí)Hall電導(dǎo)率和Pedersen電導(dǎo)率以... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電離層加熱實(shí)驗(yàn)及理論研究概況
        1.2.2 電離層加熱激勵(lì)ELF/VLF波效率研究
        1.2.3 ELF/VLF波在地-電離層波導(dǎo)中的傳播
    1.3 本文內(nèi)容安排
第二章 電離層基本參量及加熱理論分析
    2.1 電離層的分層結(jié)構(gòu)
    2.2 電離層參考模型和大氣模型
        2.2.1 不同季節(jié)及緯度中性粒子高度剖面
        2.2.2 不同季節(jié)及緯度電子密度高度剖面
    2.3 電離層電導(dǎo)率張量
    2.4 ELF/VLF虛擬天線形成原理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同季節(jié)及調(diào)制方式下低電離層加熱對比
    3.1 低電離層自洽加熱模型
    3.2 連續(xù)波加熱電子溫度、密度及電導(dǎo)率的變化
    3.3 不同緯度及季節(jié)電離層加熱對比
        3.3.1 高緯地區(qū)不同季節(jié)電離層加熱對比
        3.3.2 不同緯度夏季電離層加熱對比
    3.4 方波調(diào)制和拍波調(diào)制加熱
        3.4.1 方波調(diào)制加熱
        3.4.2 方波調(diào)制加熱等效電流振子的高度分布
        3.4.3 拍波調(diào)制加熱
    3.5 拍波調(diào)制加熱和方波調(diào)制加熱的比較
    3.6 本章小結(jié)
第四章 高電離層加熱模型及拍波加熱數(shù)值模擬
    4.1 高電離層加熱理論
        4.1.1 高電離層對HF波能量的吸收
        4.1.2 高電離層加熱的一維模型
    4.2 高電離層加熱數(shù)值求解
        4.2.1 邊界條件
        4.2.2 反射高度的計(jì)算
        4.2.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析
    4.3 高電離層拍波加熱理論分析
        4.3.1 圓極化HF波加熱
        4.3.2 電磁波垂直入射的WKB解
    4.4 高電離層拍波加熱數(shù)值仿真
    4.5 本章小結(jié)
第五章 ELF/VLF等效偶極子源在海面產(chǎn)生的場
    5.1 電離層的T矩陣分析
        5.1.1 特征值隨地磁緯度的變化
        5.1.2 特征值隨入射波頻率的變化
        5.1.3 特征值隨空間波數(shù)的變化
    5.2 電磁場的二維傅里葉變換
        5.2.1 無源層中電磁場的求解
        5.2.2 有源層中電磁場的求解
        5.2.3 地-電離層波導(dǎo)中電磁場的求解
    5.3 準(zhǔn)縱近似下海面磁場表達(dá)式
    5.4 數(shù)值結(jié)果及討論
        5.4.1 低電離層調(diào)制加熱在海面的場
        5.4.2 高電離層拍波加熱在海面的場
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電離層人工調(diào)制激發(fā)的下行ELF/VLF波輻射[J]. 常珊珊,趙正予,汪楓.  地球物理學(xué)報(bào). 2011(10)
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博士論文
[1]太陽輻射對熱層和電離層變化性的影響[D]. 郭建鵬.中國科學(xué)院研究生院（地質(zhì)與地球物理研究所） 2008
[2]強(qiáng)電磁場對電離層改變的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬研究[D]. 黃文耿.中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2003
[3]沿涂敷介質(zhì)層的導(dǎo)電基底傳播的表面波與側(cè)面波[D]. 張紅旗.中國科學(xué)院陜西天文臺(tái) 2001

碩士論文
[1]東亞—澳大利亞扇區(qū)電離層擾動(dòng)特征的初步分析[D]. 占亮.中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2007



本文編號(hào)：3038400