Thermal effects on parallel resonance energy of whistler mode wave

In this short communication, we have evaluated the effect of thermal velocity of the plasma particles on the energy of resonantly interacting energetic electrons with the propagating whistler mode waves as a function of wave frequency and L-value for the normal and disturbed magnetospheric conditions. During the disturbed conditions when the magnetosphere is depleted in electron density, the resonance energy of the electron enhances by an order of magnitude at higher latitudes, whereas the effect is small at low latitudes. An attempt is made to explain the enhanced wave activity observed during magnetic storm periods.     

VLF相位周期滑移现象的观测与分析

分析了新乡观测到的VLF相位周期滑移现象,研究了产生相位周期滑移的原因,揭示了相位周期滑移的实质:VLF传播相位周期滑移是发生在日出或日落过渡期间一种特殊的多模干涉现象,它是由传播路径昼夜分界处的低电离层不连续性所引起的模转换干涉所造成的.     

甚低频发射系统同步调谐研究

甚低频通信受发射天线固有带宽限制,信息速率低,为了提高甚低频通信速率,采用了不同于载频调谐的同步调谐方法,理论上分析并计算了在不同信息速率下甚低频发射机载频调谐系统和同步调谐系统的输出信号谱及信号传输效率。结果表明采用同步调谐可使天线系统在固有带宽不变的条件下提高了甚低频发射天线系统的有效带宽,从而提高了甚低频通信系统的信息传输速率和传输效率。     

地-电离层波导中甚低频波昼夜过渡期特性研究

建立了地-电离层波导中甚低频电磁波在昼夜过渡期的传播模型,导出了计算昼夜过渡期接收点场强幅度与传播相位的理论公式,分析了季节的改变,白天和黑夜的长短等因素对其产生的影响。理论分析结果表明,接收点的相位昼夜变化近似于一个梯形,其中过渡期的变化即为两个斜边,对应的场强幅度变化出现相应的极大与极小值,而模转换干涉相位偏差即为叠加于斜边上的起伏。实验测试结果证实了理论公式的正确性。     

船载ULF/VLF对潜通信系统可行性分析

为了实现水面舰艇与水下周围100 km或更远范围内潜艇之间的低频(ULF/VLF)通信,首先分析了ULF/VLF波在均匀半空间中的传播规律,然后结合ULF/VLF频段大气噪声谱密度、收发天线增益以及接收系统热噪声等数据,对ULF/VLF对潜通信的通信距离、入水深度、通信速率三个方面进行了具体地分析。     

卷积码和Turb0码在甚低频通信系统中的应用研究

甚低频通信具有传播稳定、损耗较小的特点,在对潜通信、远洋通信、导航等方面得到广泛应用。但是在甚低频传播信道中存在传播距离远信号衰减大、大气噪声干扰强烈等问题,这些问题导致了接收机收信误码率比较高,降低了系统整体性能。高性能信道编码的使用可以提高系统整体性能。通过对卷积码和Turbo码的基本原理介绍,并结合甚低频信道特点在MATLAB中设定参数进行仿真,证明了Turbo码在与卷积码复杂度相差不大甚至小于卷积码的情况下,有更好的性能。     

地基高频加热激励ELF/VLF波对辐射带高能电子的准线性散射

地球内、外辐射带电子通量的变化对于空间飞行器,尤其是中低轨卫星的防护有着非常重要的影响.基于回旋共振波粒相互作用的准线性理论,使用地基高频发射器发射电波调制低电离层背景电流可以人工激励ELF/VLF波,这些波能使辐射带相对论电子发生抛射角散射沉降进入大气层从而降低其生存期.为了定量地分析人工激励ELF/VLF波散射辐射带高能粒子的可行性,针对内、外辐射带,本文选取了两个典型区域：L=4.6和L=1.5.数值计算结果表明,在内、外辐射带由于ELF/VLF波的人工注入而造成的高能电子损失时间尺度很大程度上取决于冷等离子体参量α^*(∝B²/N₀,这里B是背景磁场,N₀是电子数密度)、电波频谱特性和功率,以及与波发生回旋共振的电子能量.一般来讲,在外辐射带人工ELF/VLF哨声波散射相对论电子使之沉降到大气层要容易得多;低能量的高能电子(200keV)要比高能量的相对论电子(500keV)更有效地通过抛射角散射进入大气层.考虑到高频电波加热电离层激励的ELF/VLF波可能会被捕获在磁层空腔中,来回反射从而得到增强,因此在适当的条件下,地基高频加热装置发射足够的电波功率进入电离层诱导大幅度ELF/VLF波注入到内磁层,能够在1至3天的时间尺度内快速散射外辐射带相对论电子使之沉降,也能够在10天量级的时间尺度里散射生存周期一般为100天甚至更长的内辐射带相对论电子. 关键词： 地基高频加热电离层 ELF/VLF波激励 高能电子散射和沉降 共振波粒相互作用     

地面甚低频辐射渗透进电离层的数值模拟分析

利用全波解模型进行数值模拟实验, 研究了具有不同辐射源参数(辐射频率和功率)的地面甚低频(Very Low Frequency, VLF)辐射源在不同地磁场参数(地磁场强度和倾角)和电离层参数(电子密度和碰撞频率)条件下激发的地球-电离层波导和电离层中的电磁场能量空间分布, 并重点研究了电离层D/E区对电磁辐射能量的吸收.模拟结果发现:VLF辐射在波导中衰减只受辐射源频率的影响, 不受辐射功率、地磁场参数和电离层参数变化影响, 波导中的衰减随频率的增大而减小, 而电离层D/E区吸收随频率增大而增大, 两者总衰减量随频率增大而增大.辐射源功率对电离层D/E区的吸收也无影响.地磁强度和地磁倾角越大, 电离层D/E区吸收越小; 电离层碰撞频率和电子密度越大, 电离层中能量衰减越大.     

T型甚低频多调谐发射天线电容与电感研究

甚低频天线理论认为,采用多调谐方式,T型甚低频多调谐天线可以基本按比例增加天线电容,在实际工程中常用五组或六组天线.本文利用甚低频天线输入电抗的实测值,计算了在不同频率下天线所呈现的等效电容和等效电感,研究了T型甚低频发射天线的等效电容、电感、功率容量与天线组数及频率之间的关系.研究结果表明T型甚低频多调谐天线的组数过...     

An implicit FDTD scheme for the propagation of VLF–LF radio waves in the Earth–ionosphere waveguide

A new finite-difference time-domain scheme is presented for the propagation of VLF–LF radio waves in the Earth–ionosphere waveguide. The new scheme relies on the implicit solution of the auxiliary equation that governs the current density in the ionosphere. The advantages and drawbacks of the new scheme are discussed. Its main advantage is its stability condition, which is the same as that of the FDTD method in a vacuum. This permits the time step of the calculation to be increased and then the overall computational time to be reduced. Numerical experiments demonstrate the accuracy of the new scheme and the reduction of the computational time.