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电离层反射区域短波驻波场强的分布研究

电波科学学报 2016年第6期31卷 1188-1194页

作者：车海琴满莉王琛中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

精确计算出垂直入射到电离层的HF泵波在整个反射区域的局部电场变化情况对于研究电离层调制实验中产生的各类非线性效应具有十分重要的意义.文章基于泵波垂直入射时一维波动方程和Forsterling方程推导出了特征模式波各电场分量的具体表... 详细信息

精确计算出垂直入射到电离层的HF泵波在整个反射区域的局部电场变化情况对于研究电离层调制实验中产生的各类非线性效应具有十分重要的意义.文章基于泵波垂直入射时一维波动方程和Forsterling方程推导出了特征模式波各电场分量的具体表达式,并利用"一致近似"的解析法精确计算出线性密度剖面条件下特征模式特征波驻波部分各电场分量和总电场强度在各自反射点附近区域的变化情况.数值计算结果表明:O模式波驻波部分的总电场在其反射点附近区域急剧变化并产生数个极大值,其幅值增长显著,"电场肿胀"的效应非常明显,且该效应在高纬地区比在低纬地区更加显著,地磁场对驻波场强的形态变化具有深远的影响;X模式波驻波部分的电场值在其反射点前虽有一定的增长,但其增长有限,"电场肿胀"效应远没有O模式波明显.

关键词： Forsterling方程一致近似驻波场强

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东亚地区夏季Es的分布特性

电波科学学报 2016年第5期31卷 969-977页

作者：杜鹏车海琴满莉中国电波传播研究所青岛266107

东亚地区是全球Es出现的峰值区域.以往关于东亚异常的研究和讨论具有一定的局限性,或者由于缺乏中国区域的资料而论据不足,或者缺乏中国、日本Es中心的详细对比.文中利用中国及周边地区23个垂测站二十余年的Es数据进行空间插值分析,给... 详细信息

东亚地区是全球Es出现的峰值区域.以往关于东亚异常的研究和讨论具有一定的局限性,或者由于缺乏中国区域的资料而论据不足,或者缺乏中国、日本Es中心的详细对比.文中利用中国及周边地区23个垂测站二十余年的Es数据进行空间插值分析,给出东亚地区夏季Es出现率的空间分布等值线,并深入分析东亚异常中心区域的时间变化特征.研究表明,中国重庆、广州或者日本山川、国分寺、秋田是夏季Es的高发区域,东亚异常中心始终位于其中某个地区,具体位置随着统计指标改变;高发区域内的Es强度呈现出年变化和日变化,中国高发区域Es强度的昼夜差别比日本高发区域更为显著,但后者具有更为复杂的年变化和昼夜变化特征,这对揭示中纬Es形成原因具有一定的意义.

关键词：突发E层(Es) 东亚异常出现率高发区域

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基于部分反射理论的Es层电离图描迹研究

电波科学学报 2011年第2期26卷 311-315,414页

作者：李辉车海琴吴健吴军徐彬中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206

结合欧洲非相干散射雷达和电离层垂直探测仪的观测数据,利用Es层的部分反射传播机制,研究了无线电波通过Es层时能形成较长电离图附加描迹的物理成因。基于分层媒质电波传播理论,首先计算电波在Es层中的部分反射系数,然后在利用非相干散... 详细信息

结合欧洲非相干散射雷达和电离层垂直探测仪的观测数据,利用Es层的部分反射传播机制,研究了无线电波通过Es层时能形成较长电离图附加描迹的物理成因。基于分层媒质电波传播理论,首先计算电波在Es层中的部分反射系数,然后在利用非相干散射雷达实测电子密度合成Es层回波虚高描迹,并与实验观测到的Es层频高图进行比较。研究结果表明:部分反射理论计算的Es层电离图描迹能够与实测数据符合一致。

关键词：偶发E层非相干散射雷达电离图部分反射

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磁化电离层等离子体异常吸收效应研究

电波科学学报 2017年第4期32卷 434-440页

作者：满莉马广林车海琴中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107

研究了电离层加热中的异常吸收效应.采用动力学理论,从弗拉索夫方程出发,结合磁化等离子体中电波色散关系与地磁场中泵波电场作用于电子与离子形成的位移电流,详细推导了加热形成的沿磁场分布电子密度不均匀体扰动所引起的电波幅度异常... 详细信息

研究了电离层加热中的异常吸收效应.采用动力学理论,从弗拉索夫方程出发,结合磁化等离子体中电波色散关系与地磁场中泵波电场作用于电子与离子形成的位移电流,详细推导了加热形成的沿磁场分布电子密度不均匀体扰动所引起的电波幅度异常吸收系数.利用异常吸收系数解析表达式模拟计算了吸收系数随地磁倾角的变化,结果表明:随着地磁倾角的增加,异常吸收系数增大,在地磁倾角约70°以后缓慢下降;在考虑了地磁场对高频电导率影响后,异常吸收系数降低,而且地磁倾角越大系数下降越明显.

关键词：电离层加热异常吸收系数磁化等离子体动力学理论地磁倾角

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极区夏季中层顶尘埃分层的锐边界结构研究

极地研究 2009年第4期21卷 272-278页

作者：李辉吴健吴军车海琴中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206

火箭探空实验观测结果显示,极区夏季中层顶尘埃等离子体分层中存在着稳定的锐边界结构。本文采用了流体力学方程组和尘埃粒子自洽电荷变化模型,从尘埃等离子体电动力学的角度出发,利用数值模拟研究了尘埃分层结构中尖锐边界形成的物理... 详细信息

火箭探空实验观测结果显示,极区夏季中层顶尘埃等离子体分层中存在着稳定的锐边界结构。本文采用了流体力学方程组和尘埃粒子自洽电荷变化模型,从尘埃等离子体电动力学的角度出发,利用数值模拟研究了尘埃分层结构中尖锐边界形成的物理过程。物理分析和数值模拟结果表明,中层顶区域存在的带电冰晶粒子在等离子体及电磁力等相互作用下,很容易形成一种在时间和空间上存在长时间,稳定的局域结构,这个结构可以用来解释我们观测到的一些实验现象。

关键词：尘埃等离子体极区夏季中层回波(PMSE) 锐边界结构

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极区夏季中层顶区域尘埃粒子参数的研究

核聚变与等离子体物理 2010年第3期30卷 281-284页

作者：李海龙牛军吴健车海琴电子科技大学物理电子学院成都610054 平阴第三中学济南250402 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206

采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回... 详细信息

采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。

关键词：尘埃粒子极区中层夏季回波尘埃等离子体

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北极区低电离层加热效应的数值模拟研究

极地研究 2007年第3期19卷 171-180页

作者：吴军车海琴吴健陈玉莲中国电波传播研究所北京研究中心电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206

从等离子体能量守恒方程和连续性方程出发,以国际参考电离层(IR I2000)和大气模型(MSIS)为背景,通过数值方法模拟研究大功率无线电波对北极低电离层的电子密度和电子温度的扰动效应。结果表明,在外加强电磁场作用下,电离层等离子体中的... 详细信息

从等离子体能量守恒方程和连续性方程出发,以国际参考电离层(IR I2000)和大气模型(MSIS)为背景,通过数值方法模拟研究大功率无线电波对北极低电离层的电子密度和电子温度的扰动效应。结果表明,在外加强电磁场作用下,电离层等离子体中的带电粒子(主要是电子)动力学温度得以升高而产生等离子体温度扰动;由于电子温度升高,等离子体碰撞频率增加且电子的复合系数减小,诱发电子密度扰动;电子密度和电子温度的扰动幅度随着加热时间的推移而减小,即扰动趋于饱和;电子密度扰动的弛豫时间较电子温度扰动的弛豫时间大;在泵波频率大于电离层临界频率的条件下,泵波频率越高,其激发的电子温度和电子密度扰动效应也就越弱。

关键词：极区电离层欧姆加热电子温度电子密度

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我国极区冬季电离层加热实验研究

地球物理学报 2009年第4期52卷 859-877页

作者：徐彬吴军吴健吴振森车海琴许正文薛昆闫玉波西安电子科技大学理学院西安710071 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206

通过对非相干散射雷达观测数据的处理分析,研究了2008年1月我国在挪威Troms(?)进行的冬季电离层加热实验效应.研究结果表明,电离层临界频率大于泵波频率的O波加热事件扰动效应明显,电子温度存在60%～120%的增强,扰动范围从150 km一直延... 详细信息

通过对非相干散射雷达观测数据的处理分析,研究了2008年1月我国在挪威Troms(?)进行的冬季电离层加热实验效应.研究结果表明,电离层临界频率大于泵波频率的O波加热事件扰动效应明显,电子温度存在60%～120%的增强,扰动范围从150 km一直延伸到400 km,电子密度扰动不显著,最大可以观察到12%的密度衰减.受加热影响,离子声波频率有1～2 kHz的增加,离子线谱峰谷比增加,有时伴随有高阶谐振线出现.离子线和等离子线功率存在过冲现象,等离子线的功率剖面存在单峰、双峰和三峰结构,等离子线的功率增强幅度随频率负指数衰减.

关键词：电离层加热非相干散射雷达电子温度增强功率谱

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热流效应对场向电流确定的影响

空间科学学报 2009年第6期29卷 573-579页

作者：徐彬吴健 Cesar La Hoz 吴振森车海琴薛昆中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术国家重点实验室北京102206 Department of Physics University of TromsNorway 西安电子科技大学理学院

给出了任意速度分布函数条件下复频率的介电函数和色散关系的求解方法.讨论了16矩近似条件下,场向热流对电子速度分布函数,介电函数实部与虚部,以及离子与电子谐振频率和阻尼率的影响,并与平衡态时麦克斯韦分布等离子体的计算结果进行... 详细信息

给出了任意速度分布函数条件下复频率的介电函数和色散关系的求解方法.讨论了16矩近似条件下,场向热流对电子速度分布函数,介电函数实部与虚部,以及离子与电子谐振频率和阻尼率的影响,并与平衡态时麦克斯韦分布等离子体的计算结果进行了比较.忽略场向热流效应,正向电子漂移速度条件下,上行等离子线探测,会过高估计场向电流;负向电子漂移速度条件下,上行等离子线探测会过低估计场向电流.对上下行等离子线同时探测情况,忽略热流效应同样会过高估计场向电流.

关键词：热流场向电流非相干散射雷达非麦克斯韦分布