主动空间试验中空间电荷波向电磁波的转换

本文理论分析了电子束沿地磁场穿越均匀、磁化等离子体密度跃变区域时,在弱磁场近似、哨声波激发、低频近似等几种典型情况下电子束流空间电荷波(Space-charge wave)向电磁波的转换.先运用小信号假设求得电子束入射进均匀各向异性冷等离子体之后的色散关系和空间电荷波波数,然后借助于电磁波分量和电子束速度的边界条件,求解电子束在等离子浓度发生变化区域激发的波振幅,在几种典型情形下推导出空间电荷波转换为电磁波之间转换系数的近似解,给出了相应波辐射的坡印亭(Poynting)矢量表达式.结果表明,在渡越辐射(Transition radiation)情形下电子束可以在空间等离子体中激发出阿尔芬波(Alfven wave)和哨声波(Whistler wave).所得结论可用于对主动空间试验结果的分析.