地下SLF/ELF水平电偶极子在球形地-电离层中产生的场

在非理想导电地面与电离层条件下,导出了地下SLF/ELF水平电偶极子在地上、地下及电离层中产生的电磁场的球谐级数表达式。并提出了一种加速收敛算法,算出了大气层及电离层中的电磁场分布。计算结果表明:地下几十公里的水平电偶极子产生的场除了增加了一个固定衰减外,与地面上的水平电偶极子产生的场分布完全相似,它产生的电磁场可理解为电波首先垂直地透过土壤,然后在地-电离层腔体中传播。在SLF频段,地-电离层空腔中的电磁场可理解为两个"行波"的叠加。在ELF频段,空腔中的电磁场是驻波,其频率变化规律能正确反映出"舒曼"谐振现象。

极低频垂直偶极子在地-电离层中场的数值积分算法

针对地-电离层空腔中极低频(ELF)场强问题,提出一种应用于任意复数角v的勒让德函数数值积分算法,并与已有渐近计算法、级数展开法进行比对,结果表明:该方法使用频率范围更广,计算精度、效率更高。利用此数值积分算法,计算了垂直偶极子激励的30Hz以下典型频点的场强分布,所得场强分布符合物理规律,无损耗条件下舒曼谐振频率与前人计算结果完全一致,印证了ELF垂直偶极子在地-电离层腔体中场的数值积分算法的正确性。

地-电离层中水平激发极低频场的勒让德展开算法

地-电离层空腔中水平激励极低频(Extremely Low Frequency,ELF)场强可表示为勒让德函数及其导数的级数和,利用勒让德函数迭代公式,提出了极低频水平偶极子在地-电离层空腔中激励场的计算新算法.将该方法近区场的计算结果与半空间水平偶极子激励场计算结果对比,远场区结果与Bannister(dir.+ind.)公式计算结果对比,验证了新算法的正确性和精度.将本算法应用至几Hz以下,可获得特殊规律:远区电场、磁场水平分量与方位角无关,电场水平分量方向与偶极矩方向平行,磁场水平分量方向与之垂直.