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电磁波穿透空间等离子体的两点法数值模拟研究

齐致远  
【摘要】:本文采用两点法数值求解了高频和低频电磁波穿透电离层的反射与透射系数。 对于高频的电磁波穿透等离子层的两点法数值求解,首先建立物理模型并推导出边界条件,运用国际数学与统计学图书库的子程序模拟出数值结果。并得到如下数值模拟结果:在垂直极化和平行极化两种情况下,反射系数和透射系数相似;当归一化频率小于1.3时,大部分反射,小部分透射,而当归一化频率大于1.3时,则小部分反射,大部分透射。 应用同样的数值方法研究了低频电磁波穿透电离层的情况,由于结果明显受制于纬度,故分析了两种特殊情况,即赤道上空和中高纬度上空的低频电磁波传播情况。在假设磁流体波竖直入射,并且大地为理想导体的边界条件下,数值模拟得到一些结果。在赤道上空:低频的电磁波在地表处的强度比高频要大;入射角越小,地表处的场强越大;当入射角比较小的时候(小于35度) ,不同频率的电磁波分布区别不大;沿着经线的低频磁场在传播过程中衰减很小。对于中高纬度穿透的情况:电场在低电离层和大气层逐渐衰减,在地面达到零;而磁场能够穿透电离层和大气层而到达地面,但在到达地面时衰减了一个量级。


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