通過(guò)大功率ELF/VLF調(diào)幅的高頻波對(duì)電離層進(jìn)行加熱,形成電離層虛擬天線,可以作為發(fā)射ELF/VLF波的一種有效手段。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)顯示,這種人工激勵(lì)的ELF/VLF波可以向上進(jìn)入磁層區(qū)域傳播,也可以向下進(jìn)入地球-電離層波導(dǎo)傳播,具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。本文正是基于以上這些實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)結(jié)果,從理論分析和數(shù)值模擬的角度,研究和探討電離層人工激勵(lì)的ELF/VLF波在地球-電離層波導(dǎo)和在磁層中的傳播特性,以及在磁層與高能電子的共振相互作用。本文的研究具有兩方面的現(xiàn)實(shí)意義：首先,通過(guò)電離層調(diào)制加熱激發(fā)ELF/VLF波克服了傳統(tǒng)的ELF/VLF天線系統(tǒng)占地面積龐大,架設(shè)困難等缺點(diǎn),電離層調(diào)制激發(fā)的ELF/VLF波進(jìn)入地球-電離層波導(dǎo),可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)潛通信和地下目標(biāo)探測(cè)等實(shí)際用途。其次,電離層調(diào)制激發(fā)的ELF/VLF波向上傳播進(jìn)入磁層,能夠與磁層中的高能電子發(fā)生波粒相互作用,使得高能電子沉降到大氣中,降低其含量,保障衛(wèi)星等航天設(shè)施的安全,延長(zhǎng)它們的壽命。本文的主要研究成果如下：1.詳細(xì)研究和分析了通過(guò)電離層調(diào)制加熱激勵(lì)的ELF/VLF波在地球空間區(qū)域的傳播。考慮到傳播背景介質(zhì)的巨大差異,主要... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

冷等離子體擴(kuò)散平衡模型

需要的頭幾個(gè)點(diǎn)的值用Runge-Kutta方法計(jì)算。圖2.12給出了從磁諱15°和25°出發(fā)的，4個(gè)不同頻率500Hz, IkHz, 2kHz和4kHz的射線路徑。從這幅圖我們可以看出，1)從中低煒度出發(fā)的人工ELF/VLF波進(jìn)入磁層后，通過(guò)在南北半球來(lái)回彈跳向更高的L-shell傳播，最后穩(wěn)定于某一 L-shell附近。這種來(lái)回彈跳就是“磁層反射”，是低頻段的等離子體波在中低諱度常見(jiàn)的一種傳播狀態(tài)，有關(guān)磁層反射的更詳細(xì)的論述，可以參考Bortnik[2005]和汪諷[2012]等。2) ELF/VLF波的頻率對(duì)傳播路徑有巨大的影響，從同一位置出發(fā)

/VLF在磁層的傳播路徑，這些ELF/VLF波對(duì)應(yīng)于赤道電急流的調(diào)制加熱，例Arecibo加熱裝置。事實(shí)上，當(dāng)今世界范圍內(nèi)的加熱設(shè)施多集中在中高諱度，對(duì)極區(qū)電集流的調(diào)制人工激發(fā)ELF/VLF波，因此，我們接下來(lái)探討從中高煒發(fā)的ELF/VLF波的傳播�；谏渚�追蹤技術(shù)，圖2. 13給出了磁煒45°出發(fā)的1 kHz波的射線路經(jīng)，可以看到，一方面，從45°出發(fā)的ELF/VLF波，在到達(dá)另外半球時(shí)，沒(méi)有磁層反射而直接進(jìn)入了電離層和大氣層，事實(shí)上，從較高諱出發(fā)的ELF/VLF常會(huì)形成這種傳播路徑，在進(jìn)入電離層后，該ELF/VLF波通常在地球-電離波導(dǎo)中形成導(dǎo)管傳播。另一方面，我們看到，從較高韓激發(fā)的ELF/VLF波盡管生磁層反射，但是仍然進(jìn)入了磁層，到達(dá)了較高的L-shell。2 ? 一 _

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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