低电离层调制激励VLF/ELF辐射参数优化理论分析

针对低电离层幅度调制加热过程中甚低频/极低频（VLF/ELF）激发效率较低的问题,该文利用低电离层调制加热模型分析方波幅度调制加热过程中占空比和加热频率对VLF/ELF辐射效率的影响,在此基础上获得最大VLF/ELF辐射效率下的优化占空比和加热频率选择范围.研究表明,随着调制波占空比的增大,激发的VLF/ELF等效辐射源强度先增大后减小,占空比的优化范围为40%~70%;随着加热频率的增大,激发的VLF/ELF等效辐射源强度先增大后减小,加热频率的优化范围为（0.8~0.9）倍低电离层临界频率.     

电离层ELF/VLF电磁波激发研究

调制电离层激发ELF/VLF电磁波为深海潜艇通信提供了一种可能的天线产生方式.本文介绍了国外电离层ELF/VLF电磁波激发理论的研究情况和实验结果,引进了HF电磁波加热电离层理论和物理模型并介绍了相应的实验结果,讨论了加热系统的激发效率提高问题.展望了该领域的未来研究方向,并提出了在我国的地理条件下激发电离层ELF/VLF电磁波需要解决的问题.     

电离层人工调制激发的下行ELF/VLF波辐射

通过大功率ELF/VLF调幅高频波对电离层进行加热,形成电离层虚拟天线,可以作为发射ELF/VLF波的一种有效手段.本文使用汪枫(2009)的调制加热模型,计算高频加热电离层产生的低频辐射源强度,采用全波解算法分析辐射的低频波向下传播过程中的衰减和反射问题,并采用HAARP实验参数,模拟出在海面上接收到的低频信号强度为...     

低纬地区电离层电流的人工调制数值模拟

利用高频泵波能对低电离层进行有效的人工扰动.采用ELF/VLF调幅高频电波对电离层进行加热,电子温度会随着调制频率振荡,并引起电导率周期性变化,从而使加热区内电离层电流周期性变化,形成等效的ELF/VLF电离层虚拟天线,辐射调制频率范围内的无线电波.早期的电离层人工调制研究主要集中在高纬和极区,本文讨论低纬地区电离层人工调制的可能性.本文的理论研究和数值模拟结果表明,低纬地区低电离层电导率在周期性加热的条件下能有效地被调制,使加热区域形成ELF/VLF波的电流辐射源,并分析了不同加热参数和入射条件对调制效果的影响.     

电离层人工调制在水平分层电离层中所激发的ELF波辐射

通过大功率ELF/VLF调幅高频波能有效地扰动低电离层,形成等效的ELF/VLF电离层虚拟天线,用来辐射ELF/VLF波,所辐射出的低频信号可以进入中性大气层形成地球-电离层波导.本文基于调制加热模型,采用全波有限元算法计算由人工调制电离层所形成的电偶极矩所辐射出的ELF波在水平分层电离层中的波场,计算结果将与地面观测结果进行比较.模拟结果表明,所辐射出的ELF波在电离层中形成一个窄的准直波束,海面所能接收到的ELF信号强度为pT量级,并且频率越低,海面所接收到的场强就越小,与HAARP实验数据一致.结果还表明,低纬电离层对低频信号的传播衰减较大,并且所能透射出电离层的角度小,因此高纬地区更适合地球-电离层波导的激发.     

电离层人工调制激发的VLF波在磁层的传播特性及应用研究

电离层人工调制可以激发甚低频（VLF）波,其中向上传播进入磁层的VLF波,不但能够用来研究磁层中的各种物理现象,且具有人工沉降高能粒子,消除辐射带等实际用途.本文使用射线追踪方法,模拟电离层调制激发的VLF波在磁层的传播路径,分析激发纬度和调制频率对传播路径和传播特性的影响;并基于低频波的色散方程和波粒共振条件,分析VLF波传播路径上与磁层高能粒子的最低共振能及其分布.研究表明,VLF波通过在磁层来回反射向更高的L-shell传播,最终稳定在某一L-shell附近.以较低的调制频率或者从较高的纬度激发的VLF波能够传播到更高的L-shell,但是,当激发纬度过高时,低频波也可能不发生磁层反射而直接进入电离层和大气层.低频波在磁层的传播过程中,在较高的纬度或者较低的L-shell能够与较高能量的电子发生共振相互作用,在较高的L-shell并且低纬地区,能够与较低能量的电子发生共振相互作用.共振谐数越高,能发生波粒共振的电子能量越高.     

高压输电系统引起的空间电磁扰动

随着全球工业化进程的大力推进,高压输电系统逐渐成为电磁环境监测的主要人为干扰源之一。本文总结了以法国DEMETER卫星电磁场数据为主开展的高压电力线辐射研究的最新成果,对电力线产生的各类空间电磁扰动现象及其时空分布特征进行了归纳分析,其中包括电力线谐振辐射(PLHR)、磁层线辐射(MLR)、ELF/VLF辐射、高能粒子沉降等,并对与其耦合机制相关的电磁波传播及波粒相互作用模型进行了总结讨论,旨在对中国电磁监测试验卫星(CSES-1)数据处理方法、干扰识别和地震弱信号提取分析提供更多的参考信息。     

基于人工源的甚低频电磁波空间传播特征统计分析

利用2005年1月至2010年11月DEMETER卫星记录的NWC发射站的VLF电场功率谱数据,采用指数拟合的方法,分析了VLF电磁波在卫星高度激发的电场空间分布和衰减特征.研究结果表明:(1)VLF电场在发射站上空及其磁共轭区有着很强的对应关系,存在南、北2个强电场中心涡;(2)相对于发射站的位置,VLF电场中心点具有经度和纬度偏移,日侧地磁经度偏移均值大于夜侧,而地磁纬度偏移均值则小于夜侧;(3)日侧VLF电场强度呈现出周期性的年变化;(4)在VLF电场中心10°范围内,电场强度随距离快速衰减,衰减常数b在长达6年的时间内保持稳定.在以上研究结果基础上初步构建的卫星高度人工源电磁波空间分布特征,将为研究地表-电离层电磁波传播机理提供基础技术支撑.     

大功率高频X波欠密加热电离层的理论与数值模拟

基于电离层中电子的加热物理机制,构建了左旋圆极化(X波)欠密加热理论仿真模型,通过对已知实验的模拟验证了模型的正确性.并利用此模型分析和研究了不同加热参数和背景参数对X波欠密加热效果的影响,结果表明,在X波欠密加热中,加热效果随加热功率增加而增强,随加热频率增加而减弱,在相当的加热条件下,背景电子温度越低、电子密度越小,加热效果越强.最后简单分析了X波欠密加热的一些应用.     

根据VLF的相位变化确定D层宇宙线强度变化的可能性

银河宇宙线是电离层D层的重要电离源之一,它的急剧变化会使D层电子密度发生改变,从而影响VLF波的夜间传播。本文根据在西安接收英国GBR台的VLF波（16kc/s）的相位变化,讨论了在有宇宙线暴（Forbush下降）和强磁暴时,中纬D层电子浓度的变化和相应的VLF波的相位漂移;并根据VLF的相位变化,估计了相应的宇宙线强度变化。由于D层中的宇宙线强度变化通常难于观测,通过VLF波的相位漂移来估计它,这是很有意义的。所以,VLF波的传播效应可能成为间接探测宇宙线强度变化的有用工具。     

甚低频/低频人工源电波信号地震应用研究进展

甚低频/低频人工源电波作为一种主动源发射的通讯导航信号,因其长距离波导传播的特性在地-电离层观测及应用中表现出极大的优势。本文总结了二十世纪末以来基于甚低频/低频（VLF/LF）电波观测技术及其数据分析方法、典型震例及统计研究成果、圈层耦合机理等方面的研究进展,并通过探讨其应用成果的快速积累及前兆扰动起源等研究难点,展望了未来在我国多种地基和卫星电磁配合下的综合立体体系建设以及该技术可能发挥的最大贡献。      

大地电阻率在超低频/极低频电波传播技术中的作用

介绍了大地电阻率在超低频 /极低频电波传播技术中所起的作用 ,指出发射天线场区具有高电阻率 ,是辐射有效超低频 /极低频电磁波的必要条件。在介绍了大地电阻率分布特点的基础上 ,提出了天线场区大地电阻率测量的思路和方法     

汶川震前几种低频事件波形分析

列举分析了国外文献所记载的几类低频事件.选择汶川MS8.0地震主断层附近四川省部分台网宽频带数据,采用相应频段,进行带通滤波处理,检测到4种类似的低频事件波形．分别为低频震颤与滑移事件（ETS事件）,深低频地震事件(LFE事件),深低频震动事件（DLF事件）,以及超低频震动事件（VLF事件）．定位分析实例证实,汶川震前的ETS和DLF等低频事件发生在主断层附近,表明大震发生之前龙门山断裂带附近有低频事件发生,主要为ETS和VLF两类事件及少量DLF事件．因有远震记录与LFE事件时间相近,无法确认此类事件是否存在．低频事件作为天然地震目录的补充,可为大震前兆和触发机理研究提供新的探索方向．      

2015年阿拉善左旗5.8级地震前低频异常分析

针对2015年4月15日鄂尔多斯块体西北缘阿拉善左旗5.8级地震,利用内蒙古地震台网数字波形资料,采用快速傅里叶变换,分析2015年1月1日至4月15日震前频谱特征,意在判断震前是否存在低频异常信号。结果显示：①在5.8级地震前,东升庙、石嘴山及乌海地震台的地震波形低频信号存在相同现象;②低频信号在震前10天开始出现,并间断持续至发震;③低频信号出现的时间不连续,且持续时间间隔逐步缩短。     

Estimation of frequency dependent coda wave attenuation structure at the vicinity of Cairo Metropolitan Area

Estimation of seismic wave attenuation in the shallow crust in terms of coda wave Q structure previously investigated in the vicinity of Cairo Metropolitan Area was improved using seismograms of local earthquakes recorded by the Egyptian National Seismic Network. The seismic wave attenuation was measured from the time decay of coda wave amplitudes on narrow bandpass filtered seismograms based on the single scattering theory. The frequency bands of interest are from 1.5 to 18 Hz. In general, the values obtained for various events recorded at El-Fayoum and Wadi Hagul stations are very similar for all frequency bands. A regional attenuation law Q _c = 85.66 f ^0.79 was obtained.     

内日球太阳风的激波加热

利用HeliosA,B飞船1974年至1980年的太阳风探测资料,分析了不同速度间隔太阳风质子温度径向变化指数在太阳不同活动期的变化,以及不同太阳活动期间内日球行星际激波强度分布的变化．结果指出,在0．3-1．0AU区间行星际激波可能是太阳风加热的一个重要因素,这一因素在太阳活动高年可能起着主要的作用．激波MHD数值模拟也从量的方面表明激波加热太阳风的有效性．     

含气饱和度对纵波首波速度、振幅及主频影响的实验结果

虽然人们早已在声波测井中观察到天然气层的时差曲线有“周波跳跃”现象,并且,利用时差在气层增大和幅度在气层衰减的特点来勘探天然气的工作也有了报道,但含气饱和度S_g和声速V,特别是和振幅A、主频F（本文中均指纵波首波）之间究竟有什么联系,却一直是有待解决的问题。 通过对人工岩芯及井下取芯的测试,我们首次发现:1.纵波首波的振幅对气层最敏     

阿拉善左旗5.8级地震前地脉动信号特征分析

本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端的阿拉善左旗5.8级地震,利用乌海台、东升庙台、石嘴山台的连续数字地震波形资料,采用快速傅里叶变换对三个台站的2015年4月1日00时—4月15日23时波形数据进行分析,并持续跟踪0~0.25 Hz包络幅值极大值的变化形态。结果显示:(1)在5.8级地震前,震中附近的乌海地震台、东升庙地震台、石嘴山地震台记录的地震波形均出现频谱向低频偏移的现象;(2)三个台站出现低频异常的包络幅值极大值跟踪形态不一致,其中只有乌海台在震前出现明显的持续不稳定异常,异常持续时间约120h;(3)三个台站距离震中由近及远包络幅值极大值的跟踪形态差异明显。     

弹性随机介质模型的特征频率

为研究弹性随机介质模型中的波场特征,本文使用弹性波动方程正演模拟了平面波在二维弹性随机介质模型中的传播.通过大量正演模拟,我们首先发现若使用不同频率的瑞克子波作为震源函数,计算散射波场的能量相对值ΔE,则对每一个固定的随机介质模型,ΔE都会在某一个与模型对应的震源频率f*处达到最大值.本文由此提出了随机介质模型的特征频率这一新的概念.本文充分说明了特征频率的客观存在性;给出了相应的计算方法;进一步全面研究了随机介质中的各种模型特征（如自相关长度、背景速度、扰动标准差以及模型尺寸等）与模型的特征频率之间的关系;并得到了若干结论和相应的经验关系表达式.