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地震ELF/SLF辐射源在地面及电离层中产生的场 被引量:8
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作者 张红旗 陈宇 潘威炎 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期432-439,共8页
针对地震电磁辐射与传播,将地下辐射源理想化为水平ELF/SLF电偶极子,传播介质理想化为地层-大气层-电离层三层平面分层介质,其中地层和电离层都看作均匀有耗介质。在此物理模型下,导出了电磁场在大气层和电离层中的积分表达式,更由留数... 针对地震电磁辐射与传播,将地下辐射源理想化为水平ELF/SLF电偶极子,传播介质理想化为地层-大气层-电离层三层平面分层介质,其中地层和电离层都看作均匀有耗介质。在此物理模型下,导出了电磁场在大气层和电离层中的积分表达式,更由留数定理得出了电磁场的级数表达式。计算结果表明:ELF/SLF电波从辐射源出发后,首先以最短的垂直向上路径渗透出地层进入大气层,然后在地-电离层波导中以若干个"波模"叠加的方式向外传播到达大气层中的接收点,并进一步渗透电离层被卫星上的接收点接收。 展开更多
关键词 地震电磁辐射 elf/slf “波模”叠加
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ELF/SLF电磁波传播的FDTD和GIS结合建模与分析 被引量:2
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作者 夏汉刚 王毅 曹群生 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期27-31,共5页
首次采用三维时域有限差分(3D-FDTD)经纬度模型和地理学信息系统技术(Geographic InformationSystem,GIS)对地球-电离层波导系统进行几何建模,并对闪电、舒曼谐振中的极低频/超低频(ELF/SLF)的电磁辐射进行仿真实验。计算结果表明,当激... 首次采用三维时域有限差分(3D-FDTD)经纬度模型和地理学信息系统技术(Geographic InformationSystem,GIS)对地球-电离层波导系统进行几何建模,并对闪电、舒曼谐振中的极低频/超低频(ELF/SLF)的电磁辐射进行仿真实验。计算结果表明,当激励源放置在高空模拟闪电发生时,电磁波通过波导系统传播到观测点,并继续绕地球多次经过同一位置,直到完全衰减,其谐振频点与舒曼谐振点基本一致。发现地形地貌对于地表电磁波的电场分布有较大影响,而对地表电磁波的磁场分布几乎没有影响。 展开更多
关键词 FDTD方法 GIS地理信息 舒曼谐振 elf/slf电磁波传播
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考虑电离层离子的ELF/SLF电磁波传播特性数值模拟研究
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作者 王亚璐 张学民 +1 位作者 泽仁志玛 王晓 《地震》 CSCD 北大核心 2022年第4期111-126,共16页
基于考虑电离层离子的电磁波传播方程,对ELF(Extremely Low Frequency,3~30 Hz)/SLF(Super Low Frequency,30~300 Hz)/ULF(Ultra Low Frequency,300~3000 Hz)/VLF(Very Low Frequency,3 kHz~30 kHz)频段的电磁波从大气层向电离层传播的... 基于考虑电离层离子的电磁波传播方程,对ELF(Extremely Low Frequency,3~30 Hz)/SLF(Super Low Frequency,30~300 Hz)/ULF(Ultra Low Frequency,300~3000 Hz)/VLF(Very Low Frequency,3 kHz~30 kHz)频段的电磁波从大气层向电离层传播的过程进行了数值模拟,重点研究了电离层离子对该传播过程的影响.数值模拟结果表明,离子对ULF/VLF频段电磁波从大气层到电离层的传播影响较小,可忽略不计,而对ELF/SLF频段电磁波的传播影响较大.ELF/SLF频段电磁波多被限制在岩石圈-电离层波导中,只有少部分可穿透电离层,且与水平极化(Transverse Electric,TE)波相比,垂直极化(Transverse Magnetic,TM)波更易穿透电离层.无论是TE波还是TM波,其穿透电离层后更容易转变为寻常波,从而在电离层中快速衰减.而电离层离子的存在会同时削弱电磁波的反射和透射作用,阻碍电磁波向电离层传播,并加速非寻常波的幅度衰减.电离层离子密度越大,对电磁波的吸收作用越明显,而离子的快速运动则有助于电磁波穿透电离层.本文数值模拟结果为开展地基人工源发射实验及地震电离层电磁异常圈层耦合机理研究奠定了基础. 展开更多
关键词 电离层离子 elf/slf电磁波 低电离层锐边界 反射系数 透射系数 复折射系数
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SLF/ELF电磁接收机研究及观测试验 被引量:5
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作者 王兰炜 赵家骝 张世中 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期482-491,共10页
大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末... 大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末开始,开展了基于大功率人工源超低频/极低频技术的方法研究,也开展了该方法在地震监测领域的应用研究,然而对于适用于地震监测应用的观测系统的研究进展比较缓慢。文中介绍了专门用于地震监测应用的超低频/极低频电磁接收机的研发,详细说明了仪器的硬件系统组成、主要技术指标及其关键技术。试验观测结果表明该仪器能满足目前0.1~300Hz频段人工源电磁信号观测的需求。 展开更多
关键词 人工源超低频/极低频 观测系统 相关检测 频率细化
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FDTD模拟SLF\ELF水平电偶极子在非均匀地-电离层波导中的场 被引量:3
5
作者 董慧 闫玉波 李清亮 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期276-280,共5页
在SLF/ELF频段,已有的解析算法对于研究其在非均匀电离层模型下的电磁特性有很大的局限性。采用三维球坐标时域有限差分方法(FDTD)计算了非均匀电离层模型下(考虑电离层白天和黑夜不对称),水平电偶极子产生的SLF/ELF波在球形地-电离层... 在SLF/ELF频段,已有的解析算法对于研究其在非均匀电离层模型下的电磁特性有很大的局限性。采用三维球坐标时域有限差分方法(FDTD)计算了非均匀电离层模型下(考虑电离层白天和黑夜不对称),水平电偶极子产生的SLF/ELF波在球形地-电离层腔体中的传播特性。计算了电场分量和磁场分量沿地面随传播距离的变化,以及随方位角的变化。和均匀电离层模型对比,非均匀电离层模型的计算结果更具有实际意义。 展开更多
关键词 FDTD 水平电偶极子 slf/elf
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Application of zoom FFT technique to detecting EM signal of SLF/ELF
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作者 王兰炜 赵家骝 +1 位作者 王子影 庞丽娜 《Acta Seismologica Sinica(English Edition)》 CSCD 2007年第1期63-70,共8页
Discrete fast Fourier transform (FFT) has been widely applied to signal spectral analysis and can figure out the entire bandwidth spectrum of a signal. However, the fine structure of high resolution spectrum in a na... Discrete fast Fourier transform (FFT) has been widely applied to signal spectral analysis and can figure out the entire bandwidth spectrum of a signal. However, the fine structure of high resolution spectrum in a narrow bandwidth is required in some applications. If regular FFT is still used to figure out the high resolution spectrum, it will result in addition of data and at last sharply increase of computation and storage. Therefore, FFT is inefficient and a new method must be put forward. In the paper, the principle of zoom FFT technique based on complex modulation, its application to development of SLF/ELF receiver and how to obtain high resolution spectrum using the new technique are introduced in detail and also the theoretical and test results are presented. 展开更多
关键词 slf/elf FFT zoom FFT technique SPECTRUM
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人工源超低频电磁波技术及在首都圈地区的测量研究 被引量:44
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作者 赵国泽 汤吉 +13 位作者 邓前辉 赵俊猛 王继军 陈小斌 詹艳 宣飞 A.K.SARAEV M.I.PERTEL A.B.KOTCHEROV M.M.KHARLMOV 鲁跃 刘允秀 张建新 翟彦忠 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2003年第U08期248-257,共10页
超低频 (SLF)电磁波技术利用地球物理和无线电物理相结合的原理 ,由人工产生大功率电磁波信号。在地面很大范围的许多测点同时测量该信号 ,可研究空间电磁场和地下电阻率结构 ,研究地震等引起的电磁场异常变化 ,探测地壳结构和地下资源... 超低频 (SLF)电磁波技术利用地球物理和无线电物理相结合的原理 ,由人工产生大功率电磁波信号。在地面很大范围的许多测点同时测量该信号 ,可研究空间电磁场和地下电阻率结构 ,研究地震等引起的电磁场异常变化 ,探测地壳结构和地下资源。在首都圈地区的观测表明 ,SLF信号的功率谱密度超过天然场源信号数倍以上 ,所得到的视电阻率数据精度远高于天然源方法 ,并有长时间的稳定性。在测量期间距测点约 12 0km发生的迁安 4 .2级地震与观测的电磁场异常和视电阻率的变化有较好的对应性 ,并对产生这些变化的可能的成因机制进行了探讨 ,推测它们是区域应力场和震源区局部构造综合作用的结果。 展开更多
关键词 超低频/极低频电磁波 电磁异常 电阻率 地震预测 资源探测
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频率细化技术在超低频/极低频电磁信号检测中的应用 被引量:9
8
作者 王兰炜 赵家骝 +1 位作者 王子影 庞丽娜 《地震学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期59-66,共8页
离散快速傅里叶变换算法在频谱分析中得到了广泛的应用,这种算法得到的计算结果是在整个频段上的频谱信息.在一些应用中,需要了解的仅仅是某一窄带内的频谱精细结构,要求频谱的分辨率较高.而要得到一个较高分辨率的频谱,直接采用快速傅... 离散快速傅里叶变换算法在频谱分析中得到了广泛的应用,这种算法得到的计算结果是在整个频段上的频谱信息.在一些应用中,需要了解的仅仅是某一窄带内的频谱精细结构,要求频谱的分辨率较高.而要得到一个较高分辨率的频谱,直接采用快速傅里叶变换计算则会导致参加快速傅里叶变换运算的数据点数的增加,从而引起计算量和存储量的急剧增大,这样,快速傅里叶变换算法就不能满足要求了.本文介绍了基于复调制的频率细化技术的原理及其在超低频/极低频电磁接收机研制中的应用,阐述了采用这种技术如何实现高分辨率频谱的计算,并给出了理论数据和实际观测数据的计算结果. 展开更多
关键词 超低频/极低频 快速傅里叶变换算法 频率细化技术 频谱
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煤体冲击破坏超低频/极低频电磁异常特征分析 被引量:6
9
作者 李成武 杨威 +1 位作者 徐晓萌 王启飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2014-2021,共8页
为确定煤体冲击破坏过程中是否产生超低频/极低频电磁信号,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统和ZDKT-1型瞬变磁振测试系统,研究不同冲击速度下煤体破裂电磁信号变化规律。通过分析电磁异常信号的Hilbert时频谱特征,确定煤体冲击... 为确定煤体冲击破坏过程中是否产生超低频/极低频电磁信号,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统和ZDKT-1型瞬变磁振测试系统,研究不同冲击速度下煤体破裂电磁信号变化规律。通过分析电磁异常信号的Hilbert时频谱特征,确定煤体冲击破坏下的超低频/极低频电磁效应,研究不同冲击速度下电磁信号能量和冲击耗散能之间的关系。结果表明:煤材料在冲击破坏过程中能产生超低频/极低频电磁信号,信号主频在0~30 Hz;电磁信号幅值和冲击速度呈现正线性相关,电磁信号能量和冲击速度为二次多项式关系,冲击耗散能和电磁能增长趋势基本相同,超低频/极低频电磁信号强度可间接反映煤体内部损伤的程度。 展开更多
关键词 煤体 SHPB 冲击破坏 超低频/极低频 电磁异常
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利用人工源超低频电磁波监测地震的试验与分析 被引量:40
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作者 赵国泽 陆建勋 《中国工程科学》 2003年第10期27-33,共7页
由人工产生大功率超低频 (SLF)电磁波可以在地面很大范围的许多测点同时测量该信号 ,利用它可以研究地下电阻率结构和空间电磁场 ;研究地震等引起的电磁场异常变化 ;探测地壳结构和地下资源 ,具有广阔的应用前景和发展潜力。在北京等地... 由人工产生大功率超低频 (SLF)电磁波可以在地面很大范围的许多测点同时测量该信号 ,利用它可以研究地下电阻率结构和空间电磁场 ;研究地震等引起的电磁场异常变化 ;探测地壳结构和地下资源 ,具有广阔的应用前景和发展潜力。在北京等地区的观测表明 ,SLF信号的功率谱密度超过天然场源信号数倍以上 ,所得到的视电阻率数据精度远高于天然源方法 ,并有长时间的稳定性。在试验测量期间距测点约 12 0km发生的迁安 4 2级地震与观测的电磁场异常和视电阻率的变化有较好的对应性 ,对产生这些变化的可能的成因机制进行了分析和探讨。 展开更多
关键词 超低频/极低频电磁波 电磁异常 电阻率 地震监测
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电离层-均匀地球模型中地表水平电偶极子激发的电磁场 被引量:11
11
作者 徐志锋 吴小平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2497-2506,共10页
本文在电离层-均匀地球模型中使用Debye势方法,在电磁场一般性边界条件下导出了地表水平电偶极子源在地球介质中激发的电磁场的表达式.对球Bessel函数使用指数函数近似,并采用加速算法,计算了地表及地下的电磁场.其正确性得到理论计算... 本文在电离层-均匀地球模型中使用Debye势方法,在电磁场一般性边界条件下导出了地表水平电偶极子源在地球介质中激发的电磁场的表达式.对球Bessel函数使用指数函数近似,并采用加速算法,计算了地表及地下的电磁场.其正确性得到理论计算和实际观测数据的多方面支持.结果表明,在收发距离大于1000 km,电磁场强度很稳定,几乎没有衰减的迹象;电磁场受电离层的影响很大,由于电离层高度升高或电导率减小引起的电磁场幅度的减少可以达到50%,但是由电场和磁场得到的视电阻率变化却很小. 展开更多
关键词 超低频/极低频电磁波 水平电偶极子 地球-电离层系统
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大功率源无线电磁探测信息处理技术研究 被引量:1
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作者 张淑玲 沈田 《舰船电子工程》 2013年第8期161-163,共3页
无线电磁探测信息处理技术是一项采用大功率人工源的极低频/超低频电磁信号来探测地球深部结构的电磁探测技术。论文在分析国内外研究现状的基础上,论述了所涉及的关键技术,并提出了相应的研究方案,为后续技术研究奠定了基础。
关键词 大功率源 无线电磁探测 极低频 超低频 降噪处理
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DEMETER卫星监测的极低频和超低频电磁场数据分析 被引量:5
13
作者 陈恩平 陆洪 张学民 《地震学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期512-519,1,共8页
分析了DEMETER卫星上测量的极低频(ELF,3—30 Hz)和超低频(SLF,30—300Hz)水平磁场.其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致,并且数值差异也符合电波传播规律,说明卫星上监测的电磁场来源于地面.同时对DEMETER卫星上... 分析了DEMETER卫星上测量的极低频(ELF,3—30 Hz)和超低频(SLF,30—300Hz)水平磁场.其统计变化规律与地面上实测的此频段大气噪声变化规律一致,并且数值差异也符合电波传播规律,说明卫星上监测的电磁场来源于地面.同时对DEMETER卫星上测量的ELF和SLF归一化波阻抗进行了深入地分析,由电子密度与离子密度计算出的归一化波阻抗与由实测电磁场计算出的归一化波阻抗均有差异.现有观测资料并不完全"自洽",尚有问题需深入研究. 展开更多
关键词 DEMETER卫星 大气噪声 极低频 超低频 波阻抗 自洽
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