Радиофизический метод исследования ионосферной плазмы с помощью низкочастотного импедансного зонда

• Автор: Модестов, Андрей Платонович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 c. : ил

1. ИМПЕДАНСНЫЕ ЗОНДЫ В ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЕ (обзор)

1.1. Основные физические факторы, влияющие

на импедансные свойства зонда .

1.1.1. Влияние магнитоактивной плазмы

1.1.2. Ионный экран

1.1.3. Влияние фотоэмиссии на ионный

экран

1.1.4. Ионнні'ї экран в переменном электрическом поле

1.1.5. Ионный экран в магнитном поле

1.1.6. Явления, связанные с движением спутника

1.2. Импедансные измерения в ионосфере

1.3. Методы измерения электронной температуры на ИСЗ
1.4. Возможности диагностики ионосферной плазмы с помощью низкочастотного импе-дансного зонда
2. ВЛИЯНИЕ ИОННОГО ЭКРАНА НА ПАРАМЕТРЫ НИЗКОЧАСТОТНОГО ЗОНДА
2.1. Однородная модель ионного экрана
2.2. Неоднородная модель ионного экрана
2.3. Оценка влияния магнитоактивной плазмы на емкость и активную проводимость
зонда
2.4. Влияние э.д.с. индукции, наведенной в антенне, на входное сопротивление и действующую длину антенны
2.5. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НИЗКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗОНДА
3.1. Аппаратура и методика измерений
3.2. Методика обработки результатов измерении
3.3. Результаты измерений емкости и активной проводимости
3.4. Сопоставление результатов измерений и расчетных значений параметров зонда
3.5. Зависимость активной проводимости от амплитуды переменного напряжения

3.6. Выводы
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НИЗКОЧАСТОТНЫМ ИМПЕДАНСНЫМ ЗОНДОМ
4.1. Измерение электронной температуры с помощью наведенной э.д.с
4.2. Измерение электронной температуры с использованием нелинейности активной проводимости
4.3. Некоторые результаты измерения электронной температуры на спутнике "Интеркосмос-Коперник 500"
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение

Бурное развитие космической техники, начавшееся после успешного запуска первого искусственного спутника Земли, открыло широкие возможности для постановки в ионосфере различных экспериментов, в том числе радиофизических. Появилась возможность с помощью приборов, установленных на спутниках и ракетах, проникать непосредственно в толщу ионосферной плазмы с целью изучения происходящих там явлений. В последние годы большой интерес исследователей вызывает авроральное километровое радиоизлучение Земли, происхождение которого вызывает дискуссии /1,2/. В экспериментах по исследованию различных электромагнитных полей в ионосфере и магнитосфере Земли широко используются электрические антенны.
Для цравильной интерпретации данных, полученных с помощью электрических антенн, необходимо знание их основных радиофизических характеристик. Только тогда возможно получение абсолютных параметров регистрируемого радиоизлучения.
Параметры низкочастотной электрической антенны в ионосферной плазме, в частности, её импеданс, существенно отличаются от таковых в свободном пространстве, что является следствием таких факторов, как анизотропия магнитоактивной плазмы и возникновение ионного экрана в непосредственной близости антенны.
Это создает серьезные трудности при анализе результатов измерений электромагнитных полей и в то же время дает основания для поиска новых путей, диагностики ионосферной плазмы посредством радиофизических измерений. Известны и широко используются радиофизические методы измерения электронной концентрации /3,4/, основанные на использовании простой зависимости импеданса зонда

Сд.пФ

200 і
Рис. 2.4. Зависимость динамической емкости ионного экрана
вокруг цилиндрического зонда в плазме от потенциала 1 зонда для неоднородной (сплошные линии) и однородной (штриховые) моделей ионного экрана.
Те = 3000 К.
I - N = Ю6см"3, 2 - N = З'Ю^см"3, 3 - N = 3*104см“3