高频电波在加热电离层中传播效应的若干问题研究

发布时间：2021-04-01 00:53

　　近年来,随着电离层加热设备的不断升级,对电离层实施高频（High Frequency,HF）电波人工加热的理论和实验得到了空前的发展。一方面通过HF波加热电离层使得电离层产生各种尺度的场向不规则体,另一方面调制HF波加热电离层,使得电离层成为激发极低频/甚低频（Extremely Low Frequency/Very Low Frequency,ELF/VLF）电波的虚拟源,这些电离层加热效应在无线通信方面有着广泛应用。本文从高频电波在加热电离层中传播的基本理论出发,研究了HF电波在电离层中的不规则体散射、调制加热产生ELF/VLF波及HF波在电离层中的法拉第（Faraday）旋转效应。主要工作如下:1、基于地磁坐标系介绍了不规则体的雷达散射截面,模拟分析了单站与双站散射时雷达散射截面随频率的变化。在此基础上建立了HF波加热电离层产生不规则体的镜像散射以及沿场散射模型。仿真了不同发射点、散射点在镜像散射时对接收点路径轨迹的影响,并分析了沿场散射时接收点的路径损耗、时延扩展和相关带宽随频率的变化规律。2、基于沿场不规则体的散射模型,进一步研究了不同极化方式对不规则体散射的影响。仿真分析了... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电离层电子密度剖面图

大到 100MHz 时，雷达散射截面仍有 65dBsm 的大小，如此大的散射截面使得电离层不规则体散射通信有很大的优势。图2.5 总的不规则体散射截面随频率的变化所以求解不规则体散射截面问题简化为求解沿着磁场方向和垂直磁场方向的方向余弦问题，入射波和散射波的方向余弦可用入射单位矢量和散射单位矢量来表示，如式(2-9)所示，其中 表示磁场方向与入射波和散射波中心线的夹角。 2 1 0 0 cos i i fl l u u u u u(2-9)式中， iu ，0u 表示单位矢量，分别为入射电波和散射电波，即： 1 1 1 , ,iu l m n， 0 2 2 2u l , m ,n，那么垂直于磁场方向的余弦矢量为：

第二章 电离层的基本理论19图2.6 电导率的扰动随高度的变化实际应用时往往需要计算整个电离层的总电流密度 J ，即对 j 关于高度积分[1]，J dh ' dh j E (2-35)若电场 E 随高度变化很小， E 可以从积分号内提出，J 'dh E Ε (2-36) 称为高度积分电导率张量。则有， dH H h ， dP P h 分别表示 Hall电导率和 Pedersen 电导率对高度的积分。2.3.2 电离层 ELF/VLF 虚拟天线的形成电离层中的自然电流大致有三种[66]：赤道电急流 EEJ(Equtorial Electrojet)，中低纬度地区的 Sq (Solar Quite)以及极区电急流 PEJ(Ploar Electrojet)。这些自然电流形成的自然电?


本文编号：3112376