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一种差频电离层加热激发甚低频辐射场的计算方法和装置

申请号: CN202311642421.X
申请人: 之江实验室
申请日期: 2023/12/4

摘要文本

本发明公开了一种差频电离层加热激发甚低频辐射场的计算方法和装置,包括:电流分布的计算:计算因差频电离层调制加热所产生的电流分布;电偶极子辐射场的计算:计算各向异性电离层中电偶极子激励的甚低频辐射场,将其作为电流分布的核函数;差频电离层加热激发的辐射场计算:计算电流分布中各电流单元与观察点之间的相对坐标,将电流分布与核函数相乘并对加热区域进行积分,得到差频电离层加热激发的甚低频辐射场。本发明提供了差频电离层加热激发的甚低频辐射场的有效计算方法,计算耗时少,计算精度高,可为差频电离层加热的实际工程应用提供理论支撑。

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种差频电离层加热激发甚低频辐射场的计算方法和装置
专利类型 发明授权
申请号 CN202311642421.X
申请日 2023/12/4
公告号 CN117349575B
公开日 2024/3/22
IPC主分类号 G06F17/10
权利人 之江实验室
发明人 何通; 张雪薇
地址 浙江省杭州市余杭区中泰街道科创大道之江实验室

专利主权项内容

1.一种差频电离层加热激发甚低频辐射场的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据电离层和加热装置的参数,计算加热区域中因差频电离层调制加热所产生的电流分布;所述步骤(1)中的加热区域位于电离层的F层,建立xyz三维坐标系,定义加热区域与地面垂直的法向方向为z轴方向,差频电离层调制加热产生的电流分布表示为:其中,r′表示电流分布中各电流单元的位置矢量,J(r′)表示差频电离层加热产生的电流分布,其同时具有y分量和x分量;y,x分别表示y方向和x方向的单位矢量,i表示复数的虚部,e表示电子的带电量,m表示电子质量,ω表示高频加热波的工作角频率,ω=eB/m表示电子回旋频率,B表示地磁场的强度,N表示电离层的电子密度,E表示高频加热波的电场强度,φ=φ-φ表示第一高频加热波和第二高频加热波之间的相位差,φ和φ分别为第一高频加热波和第二高频加热波的电场相位;ehe0e0e01212(2)计算各向异性电离层中任意方向电偶极子激励的甚低频辐射场,并将其作为差频电离层调制加热产生的电流分布的核函数;(3)根据步骤(1)得到的电流分布,计算电流分布中各电流单元与观察点之间的相对坐标,将所述电流分布与步骤(2)得到的核函数相乘并对整个加热区域进行积分,即得到差频电离层加热激发的甚低频辐射场;所述步骤(3)中,将电流分布的y分量和x分量分别与其对应的核函数相乘并求和,令其作为被积函数并对整个加热区域进行积分,即可得到由差频电离层调制加热所激发的甚低频辐射场,其表达式为:其中,r表示观察点的位置矢量,E(r)表示差频电离层加热激发的甚低频辐射场,其所对应的场分量与核函数K,K表示的分量一致;V′表示加热区域的体积,dV′表示加热区域的体积微分,J(r′),J(r′)分别表示差频电离层调制加热所产生的电流分布的y分量和x分量,η表示真空中的波阻抗,k表示真空中的波数,β表示电离层介电常数矩阵的对角线分量;为各电流单元与观察点之间的相对坐标,其中,ρ表示电流单元与观察点之间的相对横向传播距离,/>表示电流单元与观察点之间的相对方位角,z表示电流单元与观察点之间的相对纵向传播距离。(y)(x)yx00** 马-克-数据