Расчет полей электромагнитных волн в слоистой ионосферной плазме с учетом нелинейных эффектов
Диссертация
Наиболее широко используемым в ионосферных исследованиях методом расчета распространения волн является приближение геометрической оптики (ВКБ-приближение). Однако оно не применимо во многих важных случаях: при наличии тонких спорадических слоев, больших градиентов электронной концентрации, вблизи локальных максимумов электронной концентрации, вблизи особенностей показателя преломления… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор задач распространения волн в слоистой плазме
- 1. 1. Электромагнитные волны в слоистой магнитоактивной плазме
- 1. 2. Нелинейные эффекты при распространении радиоволн в ионосферной плазме
- 1. 3. Постановки задач
- 1. 4. Точные решения
- 1. 5. Численные методы расчета полей и коэффициентов отражения и прохождения
- Глава 2. Расчет полей в изотропной плазме
- 2. 1. Метод расчета поля волны при учете нелинейных эффектов
- 2. 2. Оценки точности метода
- 2. 3. Моделирование распространения волн в верхней атмосфере. Влияние нелинейности на коэффициент отражения
- 2. 4. Эффект смещения точки отражения
- 2. 5. Краткие
- выводы
- Глава 3. Распространение волн в магнитоактивной плазме
- 3. 1. Обобщение метода расчета поля волны на случай гиротропной среды
- 3. 2. Особенности потенциальной функции вблизи точек отражения необыкновенной волны
- 3. 3. Расчет полей и коэффициентов отражения и прохождения
- 3. 4. краткие
- выводы
- Глава 4. Учет нелинейных эффектов при распространении волн в магнитоактивной плазме
- 4. 1. Обобщение метода решения нелинейного волнового уравнения на случай системы уравнений
- 4. 2. Расчет полей и коэффициентов отражения и прохождения
- 4. 3. Краткие
- выводы
Список литературы
- Алексеев A.C. Некоторые обратные задачи теории распространения волн. Пространственная задача для волн типа SH. // Известия АН СССР, серия геофизическая. 1962. № 11. С. 1514−1531.
- Альберверио С., Гестези Ф., Хёэг-Крон Р., Хольден X. Решаемые модели в квантовой механике. М.: Мир, 1991. 568 с.
- Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972.
- Анютин А.П. Об особенностях искажения AM и 4M сигналов, отражённых от слоя Эпштейна // Изв. вузов. Радиофизика. 1979. Т. 22. № 6. С. 703−710.
- Анютин А.П. О влиянии неоднородности плазмы на характер искажения AM и 4M сигналов// Изв. вузов. Радиофизика. 1980. Т. 23. № 5. С. 524−528.
- Арсенин В.Я., Горячев В. А., Загонов В. П. и др. О методе расчёта коэффициентов отражения радиоволн СВ и KB диапазонов от ионосферы. М.: Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша. Препринт № 134 за 1978 г. 43 с.
- Бабиков В.В. Метод фазовых функций в квантовой механике. М.: Наука, 1988. 255 с.
- Бигвава Л.Д., Куницын В. Е., Стефанчук А. Д., Усачев А. Б. Расчет полей декаметровых волн в ионосферной плазме // XVIII Всероссийская конференция по распространению радиоволн. Тезисы докладов. С.-Пб., 1996. С. 365.
- Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 423 с.
- Васильев А.Н. Волны в плазме твёрдого тела. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 99 с.
- Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 684 с.104
- Годин O.A. Об отражении плоских волн от слоистого полупространства // ДАН СССР. Т. 255. № 5. С. 1069−1072.
- Годин O.A. Примеры расчета отражения плоской волны от слоистых сред // Вопросы дифракции элекромагнитных волн: Сб. научн. тр. / МФТИ. М., 1982. С. 107−114.
- Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. М.: Наука, 1968. 327 с.
- Гуревич A.B., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1973. 272 с.
- Гусев В.Д., Жидовленко И. Ю., Приходько Л. И. Отражение и рассеяние радиоволн в ионосферном спорадическом слое Es П Радиотехника. 1986. № 6. С. 71−73.
- Гусев В.Д., Приходько Л. И. Отражение радиоволн от неоднородных ионосферных слоев с поглощением // Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах. Тезисы докладов. М., 1994. С. 34−35.
- Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М: Мир, 1973. 502 с.
- Захарьев Б.Н., Сузько A.A., Потенциалы и квантовое рассеяние: Прямая и обратная задачи. М.: Энергоатомиздат, 1985. 233 с.
- Захарьев Б.Н. Уроки квантовой интуиции. Дубна, ОИЯИ, 1996. 300 с.
- Калоджеро Ф. Метод фазовых функций в теории потенциального рассеяния. М.: Мир, 1972.290 с.
- Калоджеро Ф., Дегасперис А. Спектральные преобразования и солитоны: Методы решения и исследования нелинейных эволюционных уравнений. М.: Мир, 1985. 469 с.
- Кард П.Г. Анализ и синтез многослойных интерференционных фильтров. Таллин: Валгус. 1971.235 с.105
- Керблай Т.С., Минуллин Р. Г., Овезгельдыев О. Г. и др. Спорадический слой Es и его роль в ионосферном распространении радиоволн // XV Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. Тезисы докладов. М.: Наука, 1987. С. 7−8.
- Керблай Т.С., Носова Г. Н. Применение аналитических моделей слоя Es при интерпретации ионограмм // Ионосферные модели: Сб. научн. тр. / Наука. М., 1975. С.169−175.
- Кессених В.Н. Распространение радиоволн. М.: ГИТТЛ, 1952. 488 с.
- Куницын В.Е., Нестеров И. А. Реконструкция профиля диэлектрической проницаемости слоистой плазмы // Вопросы дифракции и распространения волн. М.: МФТИ, 1994. С.36−46.
- Куницын В.Е., Нестеров И. А. Реконструкция профиля электронной концентрации для плазменных слоёв различной величины по данным радиозондирования // Вестник МГУ. Физика, Астрономия. 1997. № 5. С.17−21.
- Куницын В.Е., Нестеров И.А, Стефанчук А. Д. Расчет коэффициента отражения и поля волны при нелинейном распространении радиоволн в ионосферной плазме. // Проблемы дифракции и распространения волн. М.: МФТИ, 1999, С. 4−12.
- Куницын В.Е., Нестеров И. А., Стефанчук А. Д. Численное моделирование распространения радиоволн в слоистой плазме // Радиотехника и электроника. 1999. Т. 44. № 12. С. 1445−1451.
- Куницын В.Е., Смородинов В. А., Усачёв А. Б. Амплитудно- и фазочастотные характеристики отражённых от ионосферы радиоволн // Радиотехника. 1987. № 9. С. 61−63.
- Куницын В.Е., Смородинов В. А., Усачёв А. Б. Коэффициент отражения радиоволн от немонотоного ионосферного слоя // Дифракция и распространение волн. М.: МФТИ, 1985. С. 87−92.
- Куницын В.Е., Смородинов В. А., Усачёв А. Б. Отражение радиоволн от произвольного ионосферного слоя // Радиотехника и электроника. 1989. Т.33. № 2. С. 233−240.
- Куницын В.Е., Терещенко Е. Д. Томография ионосферы. М.: Наука, 1991. 175 с.107
- Куницын В.Е., Усачёв А. Б. Коэффициент отражения радиоволн от ионосферных слоев, моделирующих слой Еч // Геомагнетизм и аэрономия. 1988. Т.28. № 5. С. 855 857.
- Куницын В.Е., Усачёв А. Б. Отраясение радиоволн от немонотоных ионосферных слоев // Изв. вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33. № 3. С. 267−273.
- Куницын В.Е., Усачёв А. Б. Расчёт ионограмм вертикального зондирования слоистой ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1993. № 1. С. 145−148.
- Ландау Л.Д., Лившиц Е. М. Теоретическая физика. Т. 1. Механика. М.: Наука, 1973.
- Ландау Л.Д.- Лившиц Е.М. Теоретическая физика. Т. З. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1989. 767 с.
- Метфессель С. Тонкие плёнки, их изготовление и применение. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 272 с.
- Намазов С.А., Орлов Ю. И., Фёдоров H.H. Искажения радиоимпульсов при отражении от области максимума ионосферного слоя // Радиотехника и элекроника. 1984. Т. 29. № 4. С. 608−619.
- Нестеров И.А. Задачи зондирования слоистых сред и восстановление неунимодальных профилей: Дис.. канд. ф.-м. наук. М., 1998. 144 с.
- Овезгельдыев О.Г., Келов Г. А. О некоторых особенностях отражения радиоволн от слоя Es // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. № 12. С. 1794−1800.
- Орлов Ю.И., Фёдоров H.H. О границе применимости асимптотического описания полей радиоимпульсов вблизи критической частоты // Изв. вузов. Радиофизика. 1984. Т. 27. № 9. С. 1130−1135.
- Платцман Ф., Вольф П. Волны и взаимодействия в плазме твердого тела. М.: Мир, 1975. 436 с. .108
- Справочник по специальным функциям / Под ред. М. Абрамовича и И. Стиган, М.: Наука, 1979. 832 с.
- Среднеширотный спорадический слой Е ионосферы / Чавдаров С. С., Часовитин Ю. К., Чернышёва С. П. и др., М.: Наука, 1975. 120 с.
- Стефанчук А.Д. Численные методы расчета полей электромагнитных волн в слоистой магнитоактивной ионосфере // Труды XI Всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн. М.: МГУ, 1998. С. 252.
- Тихонравов А.В. Амплитудно-фазовые свойства спектральных коэффициентов слоистых сред // Ж. Вычисл. Матем. и Матем. Физ. 1985. Т. 25. С. 442−450.
- Усачёв А.Б. Отражение радиосигналов от слоистой ионосферы с учётом волновых явлений: Дис.. канд. ф.-м. наук. М., 1988. 138 с.
- Федорюк М.В. Асимптотические методы для линейных обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1983. 352 с.
- Фелсен Л., Маркувиц И. Излучение и рассеяние волн. Т.2. М.: Мир, 1978. 555 с.
- Харгривс Дж.К. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи. JL: Гидрометеоиздат, 1982. 351 с.
- Худак Ю.М., Гласко В. Б. Аддитивные представления характеристик слоистой среды и проблема единственности обратных задач // Ж. Вычисл. Матем. и Матем. Физ. 1980. Т. 20. С. 482−490.
- Черкашин Ю.Н., Рутковский B.C. Почти безотражательные потенциалы в задачах дифракции // Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах. Тезисы докладов. М., 1994. С. 23−24.
- Audone В., Uslenghi P.L.E. Reflection and transmission for planar-layered anisotropic structures. // Radio Sci. 1991. V. 26. N 2. p. 517−522.109
- Bordner A.J. Operator transformation between exactly solvable potentials and the Lie group generators // J. Phys. A. 1997. V. 30. N 11. p. 3927−3936.
- Budden K.G. Radio waves in ionosphere. Cambridge. University Press. 1961.
- Chen Y., Rokhlin V. On the inverse scattering problem for the Helmholtz equation in one dimension // Inverse Problems. 1992. N 8. p. 365−391.
- Chessell C.I. The numerical calculation of reflection and transmission coefficients for thin highly ionised layers including the effect of the Earth’s magnetic field. // J. Atmos. Terr. Phys. 1971. V. 33. p. 1515−1532.
- Chessell C.I., Thomas J.A. and Bourne I.A. Experimental observations of the amplitudes of Es and F-region reflections and their comparison with the thin-layer model for Es. 11 J. Atmos. Terr. Phys. 1973. V. 35. p. 545−561.
- Coutinho F.A.B., Nogami Y., Perez J.F. Generalized point interactions in one-dimensional quantum mechanics // J. Phys. A. 1997. V. 30. N 11. p. 3927−3936.
- Deifit P., Trubowitz E. Inverse scattering on the line // Comm. Pure Appl. Math. 1979. V. XXXII. p. 121−251.
- Epstein P. Reflection of waves in an inhomogeneous absorbing medium // Proc. Nat. Sci. USA. 1930. V. 16. p. 627.
- Fosterling K. Uber die Ausbreitung electromagnetischer Wellen in einem magnetisieren Medium bei senkrechter Inzidenz. // Hochfrequenz-technik und Elelktroakustik. 1942. V. 59. Januar, p. 11−22.
- Ginocchio J.N. A class of exactly solvable potentials. 1. One-dimensional Shrodinger equation // Annals of Physics. 1984. V. 152. p. 203−219.
- Jordan A.K., Ahn S. Inverse scattering theory and profile reconstruction // PROC. IEE 1979. V. 126. N 10. p. 945−950.110
- Kristensson G., Wall D.J.N. Direct and inverse scattering for transient electromagnetic waves in nonlinear media // Inverse Problems. 1998. V.14. p. 113−137.
- Kunitsyn V.E., Nesterov I.A., Stefanchuk A.D. Calculations of Power Radio Wave Reflections from the Ionosphere // XXVI URSI General Assembly. Abstracts. Toronto, 1999. p. 236.
- Miller K.L., Smith L.G. Reflection of radio waves by sporadic-? layers // J. Atmos. Terr. Phys. 1977. V. 39. p. 899−911.
- Nygren T. A method of full wave analysis with improved stability // Planet. Space Sci. 1982. V. 30. N4. p. 427−430.
- Nygren T. A simple method for obtaining reflection and transmission coefficients and field for an electromagnetic wave in a horizintally stratified ionosphere // Planet. Space Sci. 1981. V. 29. N5. p. 521−528.
- Pechenick K.R., Cohen J.M. Exact class of inverse scattering solutions // Phys. Lett. 1981. V. 82A. N 4. p. 156−160.
- Reilly M.H., Jordan A.K. The applicability of an inverse method for reconstruction of electron-density profiles // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1981. V. AP-29. N 2. p. 245 252.
- Rydbeck O. The reflection of electromagnetic waves from a parabolic layers // Phil. Mag. 1943. V. 34. p. 342.
- Samsonov B.F. On the equivalence of the integral and the differential exact solution generation methods for the one-dimensional Schrodinger equation // J. Phys. A. 1995. V. 28. N 23. p. 6989−6998.
- Vogelzang E., Yevick D., Ferwerda H.A. A numerical procedure for solving the inverse scattering problem for stratified dielectric media // Optics comm. 1983. V. 45. N 6. p. 376 379.1.l
- Zang D.Y. A new method of calculating the transmission and reflection coefficients and fields in a magnetized plasma layer// Radio Sci. 1990. V. 25. N 6. p. 1415−1418.