تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,573 |
تعداد مقالات | 71,037 |
تعداد مشاهده مقاله | 125,511,509 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 98,773,898 |
بررسی تحریک و انتشار امواج الکترومغناطیس باند فرکانسی بسیار پایین در ناحیه نزدیک به سطح زمین | ||
فیزیک زمین و فضا | ||
مقاله 11، دوره 45، شماره 1، فروردین 1398، صفحه 165-176 اصل مقاله (847.21 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2019.256926.1007002 | ||
نویسندگان | ||
علیرضا محمودیان* ؛ محمدجواد کلایی | ||
استادیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
تحریک و انتشار امواج الکترومغناطیسی در باندهای فرکانسی بسیار پایین در جو زمین، کاربردهای بسیاری در زمینههای مختلف، از جمله فیزیک فضا، ارتباطات رادیویی و پیشنشانگری زلزله دارد. لذا این طیف فرکانسی همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. با توجه به پیچیدگیهای بسیار زیاد، مطالعه و بررسی تحریک این نوع امواج الکترومغناطیسی همواره مشکل بوده است. هدف از این پژوهش بررسی تحریک امواج رادیویی در طیف فرکانسی بینهایت پایین (ULF (Ultra Low Frequency (300 Hz to 3 kHz)) و ELF (Extremely Low Frequency (3 to 30 Hz))) در بازه فرکانسی 3 هرتز تا ۳ کیلوهرتز، و طیف فرکانسی خیلی پایین (VLF (Very Low Frequency (3 to 30 kHz))) در بازه فرکانسی ۳ تا ۳۰ کیلوهرتز در لایه E یونسپهر، در ارتفاع 8۰ تا ۱۲۰ کیلومتری از سطح زمین میباشد. در این تحقیق از روشهای عددی، برای تحریک جریان الکتریکی، و ایجاد آنتن مجازی در لایه پلاسما برای تولید امواج VLF استفاده شده است. همچنین تحریک لایه پلاسما و تغییر میزان ضرایب هدایت با استفاده از امواج الکترومغناطیسی باند فرکانسی بالا HF (High Frequency) مورد بحث قرار گرفته است. مدل عددی مورد استفاده در این تحقیق شامل قوانین ماکسول و ضرایب رسانایی لایه یونسپهر میباشد که در نوع خود منحصر بفرد است. این مدل تغییرات لایه یونسپهر بر روی انتشار امواج ارسالی، و همچنین تحریک امواج ثانویه را از طریق ترکیب ضرایب هدایت با قوانین ماکسول شبیهسازی میکند، بهطوریکه زمان انجام محاسبات تا حد قابل توجهی کاهش مییابد. نتایج نشان میدهد که آنتنهای زمین پایه در باند فرکانسی ELF دارای بازدهی بسیار خوبی بوده و میتوانند جایگزین مناسبی برای ایجاد این امواج توسط فرستندههای قوی باند HF که به گرمکننده لایه بالای جو معروف هستند، باشند. همچنین نتایج این شبیهسازی نشان میدهدکه میزان نفوذ موج پالسی در لایه یونسپهر کمتر از۱۰ کیلومتر در فرکانس ۱۰۰ هرتز بوده و امواج تحریکی دارای سرعت انتشار در حدود ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه میباشند. میزان نفوذ امواج الکترومغناطیسی در جو زمین با افزایش فرکانس ارسالی به طیف فرکانسی خیلی پایین VLF بهمیزان بسیار زیادی کاهش مییابد. | ||
کلیدواژهها | ||
انتشار امواج الکترومغناطیس؛ ناوبری رادیویی؛ ارتباط مخابراتی؛ آنتن فضایی مجازی | ||
مراجع | ||
Borisov, N. and Stubbe, P., 1997, Excitation of longitudinal (field-aligned) currents by modulated HF heating of the ionosphere, J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 59, 1973–1989. Cohen, M. B., Inan, U. S. and Gołkowski, M., 2008, Geometric modulation: A more effective method of steerable ELF/VLF wave generation with continuous HF heating of the lower ionosphere, Geophys. Res. Lett., 35, L12101, doi:10.1029/2008GL034061. Cohen, M. B., Inan, U. S., Gołkowski, M. and Lehtinen, N. G., 2010a, On the generation of ELF/VLF waves for long-distance propagation via steerable HF heating of the lower ionosphere, J. Geophys. Res., 115, A07322, doi:10.1029/2009JA015170. Cohen, M. B., Inan, U. S., Gołkowski, M. and McCarrick, M. J., 2010b, ELF/VLF wave generation via ionospheric HF heating: Experimental comparison of amplitude modulation, beam painting, and geometric modulation, J. Geophys. Res., 115, A02302, doi:10.1029/2009JA014410. Cohen, M. B., Inan, U. S. and Paschal, E. P., 2010c, Sensitive broadband ELF/VLF radio reception with the AWESOME instrument, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 48(1), 3–17, doi:10.1109/TGRS.2009.2028334. Eliasson, B. and Papadopoulos, K., 2009, Penetration of ELF currents and electromagnetic fields into the Earth’s equatorial ionosphere, J. Geophys. Res., 114, A10301, doi:10.1029/2009JA014213. Lyatsky, W., Belova, E. G. and Pashin, A. B., 1996, Artificial magnetic pulsation generation by powerful ground-based transmitter, J. Atmos. Terr. Phys., 58, 407–414. Master, M. J. and Uman, A. M., 1983, Transient electric and magnetic fields associated with establishing a finite electrostatic dipole, Am. J. Phys., 51(2), 118– 126. Papadopoulos, K., 2015, Ionspheric modifications using mobile, high power HF transmitters based on TPM technology, paper presented at 2015 IEEE International Conference on Plasma Science (ICOPS), 24–28 May, Antalya, Turkey. Wilkes, O., Nils P. G. and Ingvar, B., 1987. Loran-C and Omega: a study of the military importance of radio navigation aids. Oslo; Oxford; New York: Norwegian University Press/Oxford University Press. ISBN 82-00-07703-9. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 5,530 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,053 |