Излучение, каналирование и дифракция интенсивных электромагнитных волн в магнитоактивной, неоднородной плазме. тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Нижегородский научно-исследовательский радиофизический

институт (НИРФИ) Государственного комитета РФ по высшему образованию

РГб ОД На правах рукописи

Заборонкова Тктыгаа Михайловна

Излучение, каналирование и дифракция интенсивных электромагнитных волн в магнитоактивной, неоднородной плаоме.

(01.04.03 — радиофизика)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Новгород, 1994

Работа выполнена в научно-исследовательском радиофизическом институте, г. Нижний Новгород

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор Докучаев В.П.

доктор физико-математических наук профессор Черкацшн Ю.Н.

доктор физико-математических наук профессор Чугунов Ю.В.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский институт

Физики при Санкт-Петербургском гос. университете

Защита состоится О ¡Л* 1994 г. в часов на

заседании специализированного совета Д 064.05.01. при Нижегородском научно-исследовательском радиофизическом институте по адресу:

г.Н.Новгород, 603600, ул. Большая Печерская, д.25. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИРФИ. Автореферат разослан " Ог^С^А* 1994г.

Ученый секретарь

специализированного совета при НИРФИ кандидат физико-математических наук старшин научный струдпш:

Е.Н.Виняпкин

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Вопросы распространения и рассеяния электромагнитных волн различных диапазонов частот в плаз-моподобных средах на протяжении многих десятилетий остаются актуальной темой научных исследований. Их изучение стимулируется многочисленными научно-техническими приложениями: радиолокация искусственных плазменных объектов в верхних слоях атмосферы, космическая радиосвязь, использование плазменных образований в качестве передающих антенн, согласующих устройств и ретрансляторов, микроволновая диагностика плазмы и т.д.

В настоящей работе теоретически рассмотрены такие практически важные проблемы, часто встречающиеся в ионосферной плазме, как излучение и каналирование 1 волн свистового диапазона частот в магнитоактпвной плазме, дифракция высокочастотных (ВЧ) электромагнитных воля на гладких плазменных образованиях, нелинейное рассеяние интенсивных электромагнитных волн плазменными объектами.

Несколько обособленное место занимает в работе проблема рассеяния ВЧ электромагнитных волн металлическими рассеивате-лями с локально нелинейной нагрузкой, представляющая интерес для радиотехнических систем, работающих в условиях сильных фоновых отражений. Хотя эта часть работы не содержит плазменной среды и плазменных образований в качестве предмета поучения,

'Имеется в виду (аяалирование свистовых воли в искусственных неодпородиостях, вытянутых вдоль внешнего магнитного поля, которые могут формироваться в фоновой плазме полей ■-ыого олегтроцагнитвого излучателя пра достаточно высожнх уровнях подводимой мощности.

однако она связана с остальными электродинамической постановкой задачи, общностью методов решения, конечной целью исследования.

Разнообразие свойств плазмы, сложная структура плазменных образований и металлических объектов делают практически невозможным решение перечисленных выше задач в их общем виде. Но поскольку в экспериментальных ситуациях определяющими являются одновременно не все, а только некоторые плазменные особенности, то теоретическую постановку задач можно разумно упростить, сохранив в то же время их практическую ценность. В настоящей работе плазма всюду считается регулярной (не флуктуирующей), стационарной (или квазпстацпонарной), как правпло с электронной поляризуемостью. В тех случаях, когда нелинейные явления имеют принципиальное значение, учитывается зависимость проницаемости среды е от структуры и величины падающего поля.

Обсуждению вопросов распространения и излучения электромагнитных волн (в том числе и интенсивных) в плазмоподобных средах посвящено большое число работ [1*, 2*], однако круг вопросов, относящихся к резонансным явлениям остался еще недостаточно изученным и требует дополнительных исследований и уточнений. Поэтому в большинстве рассматриваемых в диссертации задач основное внимание уделяется рассеянию электромагнитных волн в резонансных условиях. Причем термин резонансный может иметь разный смысловой оттенок в зависимости от обсуждаемых явлений. Он употребляется, во-первых, в смысле наличия в данном частотном диапазоне резонансных свойств среды распространения (области, где показатель преломления среды обращается в нуль для случая изотропной плазмы пли в бесконечность для магнптоактив-

ной плазмы); во-вторых, при описании резонансов собственных мод, направляемых ограниченными плазменными объектами, зависящих как от свойств плазменной среды, так и топологии самого объекта рассеяния; в-третьих, в смысле резонансного отклика системы на внешние воздействия. Интерес к изучению именно резонансных объектов обусловлен тем, что резонансные системы наиболее перспективны с точки зрения разнообразных технических приложений, поскольку позволяют разработать на их основе легко управляемые устройства и приборы.

Поскольку в работе рассматриваются волны различных диапазонов частот, то соответственно можно выделить и два основных направления исследования: излучение и каналпрование свистовых волн в магнитоактивной бесстолкновительной плазме и дифракция интенсивных ВЧ электромагнитных волн на гладких плазменных образованиях.

Проблеме излучения волн свистового диапазона частот:

(где Ш1в — ншкнегпбрпдная частота, ыд и шр — гпрочастота и плазменная частота электронов соответственно) сторонними электрическими и магнитными токами посвящено большое число работ [2*]. В них, чаще всего, рассматривались излучатели с простейшими распределениями тока: треугольным и прямоугольным для линейных излучателей и однородным для кольцевых. В работах [3*, 4*} были получены общпе выражения для полей в свистовом диапазоне частот, создаваемых произвольно распределенными заданными токами (как электрическими, так и магнитными), однако подробный анализ мощности излучения был проведен для случая мелкомасштабных источников дхшольного и квадрупольного типа. Постоянно возрастающие экспериментальные возможности требуют

теоретического анализа все более широкого круга явлений, связанных с излучением, распространением и рассеянием волн в магни-тоактивной плазме.

В настоящей работе исследуется излучение кольцевых электрических и магнитных токов произвольных электрических размеров как с однородным так и неоднородным заданным распределением тока вдоль кольца. Особое внимание сосредоточено на вопросе об изменении распределения излучаемой мощности по спектру возбуждаемых волн (плазменные волны, водны конической рефракции, вистлеры) с изменением параметров излучателя (его размеров и структуры тока), а также концентрации плазмы.

Интерес к ОНЧ диапазону обусловлен потребностями решения ряда прикладных вопросов в таких областях, как диагностика околоземной плазмы, космическая радиосвязь и т. д. Однако, достижение приемлемого уровня возбуждаемой мощности весьма проблематично из-за малой эффективно сти»стандартных (элементарных) излучателей и технических сложностей, возникающих при развертывании в ионосфере протяженных связных систем. Как было продемонстрировано в ряде лабораторных и натурных (ионосферных) экспериментов [5*-8*], плазменные неоднородности, вытянутые вдоль внешнего магнитного поля, могут формироваться в фоновой плазме полем самого электромагнитного излучателя. Каналы с пониженной плотностью плазмы могут возникать вблизи излучателей, расположенных в магнптоактивной среде, под воздействием тепловых нелинейных эффектов [5*, 9*]. Плазменные каналы с повышенной плотностью плазмы наблюдались в лабораторных экспериментах по ионизационному самоканалированию квазиэлектростатических волн [7*] и впстлеров [8*]. Отметим, что одним та новых нетрадиционных путей увеличения мощности из-

лучения антенн как раз и является создание таких самоподдерживающихся каналов с повышенной плотностью плазмы, ориентированных вдоль геомагнитного поля- Искусственные дакты с концентрацией во много раз превышающей фоновые значения, могут быть сформированы в естественных условиях нижней ионосферы также путем инжекции достаточно интенсивного электромагнитного пучка, способного привести к дополнительной ионизации окружающей плазмы. В работах по исследованию дисперсионных свойств каналов как с пониженной так и с повышенной плотностью, как правило, изучаются широкие в масштабе длины свистовой волны дакты позволяющие при изучении дисперсионных свойств применять либо приближение ВКБ, либо параболическое уравнение [10*]. Вопросы волноводного возбуждения свистовых волн рассматривались в работе [2*] на примере модельной задачи об излучении кругового электрического тока, расположенного в плавнонеоднородном в поперечном сечении канале (с повышенной концентрацией электронов на оси), вытянутом вдоль геомагнитного поля. Коэффициенты возбуждения каналируемых свистовых мод находились с помощью леммы Лоренца, при этом не учитывался захват в канал мелкомасштабных квазиэлектростатических волн, что не всегда оправдано.

В данной работе получено строгое решение задачи об излучении кольцевых электрических и магнитных токов, расположенных в плоскости перпендикулярной внешнему магнитному полю, при наличии цилиндрического плазменного столба, окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного ноля. Рассмотрены как дискретная, так и непрерывная части пространственного спектра возбуждаемых волн. Из непрерывной части выделены и отдельно исследованы квачилокализованные

слабовытекающие моды. Подробно поучены дисперсионные свойства свистовых мод в "узких" (а < А„, где а — ширина канала, а Ащ — длина распространяющейся свистовой волны) волноводах с повышенной плотностью концентрации плазмы, недопускающих применения ВКБ приближения. Именно такие дакты наблюдаются в лабораторных экспериментах по ионизационному самоканалиро-ванию вистлеров [8*]. Из строго решения задачи следует, что наличие плазменных образований может приводить к заметному изменению характеристик излучения заданных источников по сравнению со случаем однородной плазмы; например, в присутствии канала с повышенной плотностью плазмы имеет место существенное увеличение мощности излучения ОНЧ антенн, что согласуется с экспериментальными данными.

Во второй части работы рассматривается рассеяние ВЧ электромагнитных волн на гладкпх плазменных образованиях. В настоящее время многочисленные практические приложения такие, как радиосвязь при наличии ионизованных образований искусственного происхождения, микроволновая диагностика плазмы, высокочастотный нагрев плазмы стимулируют дальнейшее развитие теории дифракции волн на различных по своей форме и структуре плазменных объектах.

Как известно, поле, возникающее в результате рассеяния электромагнитных волн на гладких объектах больших электрических размеров может быть разбито на геометрооптическую (локально отраженное и преломленное по законам геометрической оптики поле) и собственно дифракционную части (последняя представляется в виде суперпозиции полей отдельных дифракционных мод, направляемых поверхностью объекта). В настоящей работе подробно исследуются резонансные эффекты, связанные с возбужде-

нием дифракционных квазиповерхностных мод, направляемых следующими непрозрачными плазменными объектами: круговой цилиндр и шар, эллиптический цилиндр, сфероид; а также обсуждается вопрос о выполнении принципа локальности для таких образований. На основе проведенного анализа изучается эффект безотражательного поглощения падающего излучения плазменными (Ree < —1) объектами, который достигается за счет согласованного возбуждения квазиповерхностных волн (если речь идет о телах больших электрических размеров) или квазистатических муль-тпиольных колебаний (в случае объектов малых размеров). Описанный выше эффект является обобщением результатов работы [11*], касающихся плоскослоистой плазмы на случай плазменных двух и трехмерных образований. Отметим что решение задач по обеспечению максимальной накачки энергии электромагнитных волн в плазму, является очень важным для проблемы термоядерного синтеза.

Во многих областях физики все чаще приходится сталкиваться с дифракционными задачами, в которых нельзя ограничиться только линейными представлениями. На основе результатов линейной теории в работе исследуются некоторые нелинейные дифракционные эффекты, имеющие место при рассеянии интенсивных электромагнитных волн плазменными образованиями пли металлическими рассеивателями с нелинейной нагрузкой. Рассмотрен нелинейный процесс трехволнового параметрического взаимодействия, в результате которого энергия падающей плоской Р-поляризованной волны накачки частоты ш трансформируется в энергию встречных квазиповерхностных волн вдвое меньшей частоты, направляемых искривленной границей раздела. Появление переизлученного поля в другом часто.тном диапазоне искажает линейную дифракционную

картину не только в теневой, но и в освещенной области.

Другим характерным примером того, что нелинейное взаимодействие электромагнитного поля с плазменной средой может приводить к существенному изменению рассеянного поля, является проблема генерации хвазпстацпонарных магнитных полей (КМП) в плазме под воздействием интенсивного Р-поляризованного электромагнитного излучения [12*]. В условиях реализации режима оптимального поглощения объектом энергии падающего излучения, следует ожидать увеличения КМП до значений, при которых магнитное поле может пграть заметную роль в процессах рассеяния электромагнитного излучения. В настоящей работе рассматривается пространственно-временная эволюция КМП в двумерном случае цилиндрической плазмы. В отлнчпе от предшествующих работ основное внимание уделяется изучению характеристик рассеяния электромагнитных волн в условиях генерации КМП. При определенных условиях удалось решпть самосогласованную задачу о генерации КМП (т.е. учитывающую взаимное влияние КМ п ВЧ полей) как в неоднородной плоско-слоистой плазме (включающей область плазменного резонанса), так и для бесконечного плазменного цилиндра (Ree < —1) с поглощением. Возбуждение КМП может осуществляться как постоянно действующим во времени источником, так п носить характер самовозбуждения [13*]. В настоящей работе исследовалась магнитная неустойчивость в столкновительной неоднородной плоскослоистой плазме. Показало, что учет пространственной неоднородности приводит к локализации области неустойчивости, связанной с неоднородностью амплитуды волны накачки, в окрестности плазменного резонанса.

Причиной нелинейных дифракционных эффектов., приводящих

к спектральному изменению рассеянного сигнала, могут служить также "внутренние" нелинейности самого объекта рассеяния. Например, в случае металлических конструкций, нелинейными элементами могут являться сварные швы, контакты разных металлов, места соединения и крепления антенн и т. д. В результате, при облучении их электромагнитными волнами в рассеянном поле возникают дополнительные гармоники. Такое нелинейное рассеяние может приводить как к высокому уровню помех, например, при радиоприеме, так и иметь полезное применение: обнаружение и распознавание объектов на фоне сильных фоновых отражений, выявление скрытых дефектов изделий в промышленности з т. д. В диссертации рассматривается рассеяние электромагнитных волн на металлических тонких круговых рамках и вибраторах с локальной НН в установившемся режиме в приближении слабой нелинейности, что естественно, упрощает задачу и позволяет ограничиться лишь учетом второй и третьей гармоник в спектральном представлении поля. С другой стороны, в рамках этого приближения возможно, во-первых, получение решений в аналитическом виде, что существенно упрощает физическую интерпретацию имеющихся экспериментальных данных, а, во-вторых, допускается решение задач с более сложной геометрической конфигурацией, как-то: рассеяние электромагнитных волн на металлических нелинейных структурах при наличии границ раздела; дифракции волн на системе состоящей из детерминированного числа нелинейных рас-сеивателей, произвольно расположенных в пространстве и т. д.

Таким образом, актуальность диссертационной работы определяется тесной связью поставленных в ней задач с решением прикладных научно-технических проблем.

Целью диссертации является теоретическое жагледование: 1)из-

лучения заданных кольцевых токов в свистовом диапазоне частот в магнитоактивной плазме (в условиях близких к ионосферным), в том числе при наличии в ней естественных и искусственных плаоменно-волноводных каналов; 2) дифракции ВЧ интенсивных электромагнитных волн на гладких плазменных образованиях 'включая рассеяние волн в условиях генерации КМП) и металлических рассеивателях с нелинейной нагрз'зкоп.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Исследовано изменение распределения излучаемой мощности кольцевых электрического и магнитного токов в свистовом диапазоне частот по спектру возбуждаемых волн с изменением параметров излучателя.

2. Изучено излучение заданных кольцевых токов в магнитоактивной плазме при наличии цилиндрических каналов, вытянутых вдоль магнитного поля. Установлено, что в свистовом диапазоне частот наличие в плазме каналов с повышенной плотностью приводит к заметному увеличению сопротивления излучения кольцевых источников.

3. Подробно исследованы резонансные эффекты, связанные с возбуждением квазиповерхностных волн, направляемых гладкими плазменными объектами. Показана, возможность использования этих волн для эффекта безотражательного поглощения объектом падающего излучения. Изучена параметрическая неустойчивость квазиповерхностных волн.

4. Проанализировано рассеяние интенсивных электромагнитных волн плазменными образованиями в условиях генерации ква-систационарного магнитного поля.

5. Исследовано в приближении слабой нелинейности рассеяние электромагнитных волн на металлических вибраторах и рамках произвольных электрических размеров, содержащих локальную нелинейную нагрузку.

Практическая ценность. Проведенные в работе исследования могут быть использованы для вопросов "активных" экспериментов в ионосферой плазме, космической радиосвязи, дистанционной диагностики плазменных образований, оценки радиолокационных характеристик плазменных неоднородностей в атмосфере, эффективной передачи энергии электромагнитного поля плазме (нагрева плазмы), поисковых работ металлических конструкций в условиях сильных фоновых отражений, а также при решении других научно-технических задач, составной частью которых являются процессы излучения и каналпрования электромагнитных волн в магнптоак-тивной плазме, рассеяния интенсивных ВЧ волн на плазменных образованиях и металлических структурах.

Полученные в диссертации результаты непосредственно использовались для объяснения результатов экспериментов, проводимых в НИРФИ, ИПФ РАН, ННГУ, а также могут быть использованы в следующих научно-исследовательских учреждениях: Институте земного магнетизма и распространения радиоволн РАН (Москва), Институте радиотехники и электроники РАН (Москва), Московском физико-техническом институте и др.

Апробация результатов. Материалы диссертации докладывались на Всероссийских и Международных конференциях и симпозиумах, в том числе, на: Международном симпозиуме по теории электромагнитных волн (Тбилиси, 1971), генеральной ассамблее URSI (Ш Прага, ЧСФР, 1990; XXI?. Киото, Япония, 1993), Международной конференции по физике плазмы ^Кпев, 1987), явле-

нпям в ионизованных газах ЮРЮ XX (Италия, 1991), Ш Суздальском симпозиуме Ш181 по модификации ионосферы мощными радиоволнами (Суздаль, 1991), первом евро-азиатском симпозиуме по космическим исследованиям и технологиям (Мармара, Турция, 19ЭЗ), на Всесоюзных симпозиумах по дифракции и распространению волн (33, Цахкадзор, 1973; ТП Ростов-на-Дону, 1977; 7Щ, Львов, 1981; Ж, Тбилиси, 1985), Всесоюзных конференциях по взаимодействию электромагнитных излучений с плазмой (Алма-Ата, 1982; Ташкент, 1985,1989), всесоюзном семинаре по параметрической турбулентности и нелинейным явлениям в плазме (Алма-Ата, 1986), Всесоюзных конференциях по распространению волн (XIII, Горький, 1981; ХГУ. Ленинград, 1984), по распространению и дифракции волн в неоднородных средах (Смоленск, 1992), ХУШ се-мпиаре по распространению километровых и более длинных волн (Санкт-Петербург, 1992), ХУН конференции по распространению волн (Ульяновск, 1993) и т. д.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 40 работах. Личное участие автора в данном исследовании заключается как в постановке рассматриваемых задач, так и в их теоретическом обосновании и расчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы (всего 389 страниц). Из них: 298 страниц основного печатного текста, 75 страниц иллюстраций; список литературы содержит 191 наименование и занимает 16 страниц.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность проблемы, формулируется цель диссертационной работы, и кратко излагается ее содержание.

В первой главе рассматривается излучение электромагнитных волн заданными электрическими и магнитными кольцевыми токами в однородной бесстолхновительной магнитоахтивной плазме в свистовом диапазоне частот с тензором диэлектрической проницаемости который в системе координат с осью 02, направленной по внешнему магнитному полю На, имеет вид ([1*], стр. 142):

г -гд 0 '

гд е о • О 0 ч.

При условии Ш£я < у < «я < ир компоненты тензора залисыва-

Ш2 Ш ^и/Д Шд

ются в виде: е » 1 + -у-2—9 =--т\-5Т> V ~ —На"

Шд-и2 ш2

помним, что в свистовом диапазоне частот распространяющейся является лишь одна из двух нормальных волн, показатель преломления которой обращается в бесконечность при некотором резонансном значении угла 9ге) между направлением волнового вектора и внешним магнитным полем.

В разделе 1.1 приводится вывод общих выражений для вычисления полной мощности излучения произвольно заданных сторонних источников. В работе мы ограничились подробным рассмотрением только кольцевых токов, вызывающих в последнее время

повышенный интерес, в частности, в связи с последующими нелинейными обобщениями.

В разделе 1.2 на основании соотношений раздела 1.1 рассчитывается мощность излучения однородного

]'(г) = <?°Ц6(г-а)6{2)

и неоднородного

электрического кругового тока (а — радиус витка с током), расположенного в плоскости перпендикулярной внешнему магнитному полю (Но || £) [21-23]. Полная мощность излучения источников представляется в виде суммы парциальных мощностей, отвечающих плазменным волнам Рр, волнам промежуточной области (условно волнам конической рефракции) и собственно вистлерам Рж'- Ра = Рр+Р.+А*'- Парциальные мощности соответствуют следующим спектральным интервалам кх(кг,кц): Руг — интервалу (О,¿и), P¿ — (к±,,к±с), Рр — (к±е,оо); значение к±г — отвечает углу Стори и находится из условия к"(кх,) = 0, значение к±.с — углу конической рефракции и находится из условия к':(кхс) = 0 при кхс Ф 0. Исследована завпспмость полного и парциальных сопротивлений излучения от размеров излучателя и концентрации фоновой плазмы. Оказывается, что увеличение мощности излучения идущей в собственновистлеровскую часть спектра может быть достигнуто путём увеличения размеров антенны или концентрации окружающей плазмы. Заметим, что необходимость "размазывания" неоднородного электрического тока по оси г связана с логарифмической расходимостью парциальной мощности излучения идущей в плазменные волны при стремлении масштаба Ь —► 0, что

обусловлено эффективным возбуждением неоднороднораспределен-

ным током плазменных волн с мелкими поперечными масштабами 2тг

вплоть до -— ~ о. Как оказалось, учет реально всегда имеющеи х

место (и особенно заметной при сравнительно больших электрических размерах) неоднородности электрического тока является принципиальным и приводит к значительному (и не всегда желательному) увеличению доли излучаемой энергии, идущей в плазменные водны. Если такое увеличение является нежелательным, необходимо постараться обеспечить максимальную однородность распределения тока. Условия на предельно допустимую неоднородность (в нашем случае на отношение ЩЦ), которая еще не существенна, можно извлечь из представленных в этом разделе формул.

В разделе 1.3 рассматривается излучение кольцевого электрического тока, плоскость витка которого параллельна внешнему магнитному полю [24]. Полученные в этом случае выражения для мощности излучения, к сожалению, громоздки и не сводятся как в разделе 1.2 к достаточно простым формулам, допускающим аналитическое исследование. Результаты численного счета показывают, что сопротивление излучения кольцевого однородного электрического тока не очень сильно зависит от ориентации антенны относительно внешнего магнитного поля. Однако, поведение рамки с неоднородным распределением тока зависит от ориентации витка по отношению к Щ. Мощность излучения для рамки расположенной в плоскости параллельной На (в отличие от рамки расположенной перпендикулярно Но) различна для синусоидального и косинусои-дального законов распределения токов, что связано с появлением у рамки эффективного дипольного момента, мощность излучения которого, как известно, сильно зависит от его ориентации относительно #0.

Соответствующие магнитные токи в свистовом диапазоне частот обнаруживают ряд пршщишталъных отличий по сравнению со своими электрическими аналогами и поэтому требуют отдельного детального рассмотрения [23-25] (см. раздел 1.4). Уже однородное распределение магнитного тока, расположенного в плоскости перпендикулярной Но:

требует "размазывания" тока по оси г, т.к. при Ь —* 0 возникает логарифмическая расходимость парциальной плазменной мощности излучения Рр. Наоборот, учет неоднородности в распределении магнитного тока не приводит к значительному увеличению ни полной мощности излучения, ни относительной доли энергии идущей в плазменные волны.

В разделе 1.5 исследована диаграмма направленности гармонических однородных кольцевых электрических токов [23, 26]. Из-за наличия особых каустических направлений (угол Стори, коническая рефракция) возникают определенные трудности в корректном описании диаграммы направленности источников, расположенных в магнитоактивной плазме; в частности, появляется проблема "сшивки" прнкаустического участка диаграммы .с его геометро-оптической частью. В данной работе удалось этого избежать путем использования в интегральном определении диаграммы направленности некоторых, остающихся всюду конечными, дополнительных функций. Проведено корректное описание диаграммы направленности вблизи направления, отвечающего плазменному резонансу. Показано, что функция Б{в, <р) вблизи резонансного направления имеет осцилляторный характер; при этом частота осцилляции непрерывно возрастает при в —^

Во второй главе работы рассматривается излучение свистовых

волн кольцевыми источниками в магнитоахтивной плазме при наличии плазменных каналов [27-39]. Начиная с некоторого уровня подводимой к антенне мощности, как продемонстрировано в ряде лабораторных экспериментов, в результате тепловых нелинейных эффектов [9*] вблизи получателя формируется канал с неоднородным распределением концентрации поперек вешнего магнитного поля: с пониженной плотностью плазмы в центральной части и соответственно с повышенной относительно фонового значения концентрацией в кольцевом слое, окружающем центральную часть [2730, 39]. Изучению волноводного распространения свистовых волн в таких плазменных образованиях посвящен раздел 2.1. Для ступенчатого модельного профиля плотности плазмы: = Щ при г < Д.(г) = N1 при й < г < й + 2о и Л'е = Лф при г > Л + 2а (N1в < ТУф < N1) было получено дисперсионное уравнение и вычислены постоянные распространения полноводных мод. На основании результатов теоретических расчетов показано, что в области разреженной плазмы имеет место каналирование волн конической рефракции, а в слое с повышенной плотностью — каналирование вистлеров. Проведенное сопоставление результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными демонстрирует хорошее качественное (а в некоторых случаях даже количественное) согласие между ними.

Как показали прямые ионосферные эксперименты при достаточно высоком значении подводимой мощности в результате пробоя и дополнительной ионизации фоновой плазмы, вблизи антенны может формироваться искусственная плазменная неоднородность в виде квазицилиндрического канала, ориентированного вдоль геомагнитного поля; причем концентрация плазмы внутри канала существенно превосходит фоновое значение. При определенных усло-

виях такие самоподдерживающиеся плазменные образования позволяют заметно увеличить эффективность возбуждения свистовых волн.

В разделе 2.2 обсуждаются дисперсионные свойства волн свистового диапазона частот в однородных цилиндрических каналах с повышенной плотностью плазмы [31]. Главное внимание сосредоточено на каналах, имеющих ширину сравнимую с длиной свистовой волны. Как оказалось, волноводные моды таких каналов являются слабозатухающЕМИ при условии ш С ив, когда характерные поперечные масштабы захваченных (свистовых) и вытекающих (квазпэлектростатических) волн заметно различаются. Приведены результаты численных расчетов дисперсионных свойств и структуры полей азимутально симметричных мод, направляемых такими каналами.

Раздел 2.3. посвящен вопросам возбуждения свистовых волн кольцевыми электрическими и магнитными токами при наличии цилиндрического плазменного столба, ориентированного вдоль внешнего магнитного поля [32-38]. Рассмотрены два представления.возбуждаемого поля: в виде разложений по продольному и поперечному относительно осп волновода волновому числу [37]. Оба представления, естественно, приводят к одинаковым результатам. Однако, при конкретных расчетах одному из них может быть отдано предпочтение. Применительно к вычислению коэффициента возбуждения направляемых столбом мод, разложение по поперечному волновому числу является более удобным, так как оно основывается на разложении поля, возбуждаемого источником, по системе собственных функций. В случае же разложения мод по продольному волновому числу р, функции Е(р,р), Н{р,р) (по которым ведется разложение) для каждого конкретного источника прихо-

дится вычислять заново [14*]. В то же время разложение по продольному волновому числу в рассматриваемой задаче оказывается более удобным при вычислении полей излучения источника. В разделе показано, что коэффициенты возбуждения собственных волн (для каналов с пониженной плотностью) и несобственных квазило-кализованных волн, направляемых каналами с повышенной плотностью могут быть также вычислены с помощью метода леммы Лоренца. Доказательство соотношений ортогональности для волн дискретной и непрерывной частей спектра вынесено в приложение к главе 2.

В разделе 2.4 представлены результаты конкретных расчетов сопротивления получения кольцевых однородных электрпческпх и магнитных токов, расположенных внутри волновода с повышенной плотностью плазмы, выполненных для условий земной ионосферы. Теоретические расчеты подтверждают данные модельных экспериментов об увеличении мощности излучения источников в присутствии плазменных образований с повышенной плотностью. Установлено, что при повышении плотности плазмы (на 1-2 порядка) в столбе имеет место существенное (также на 1-2 порядка) увеличение полной мощности излучения. При этом главная часть излучаемой мощности уходит в моды, направляемые плазменными образованиями. На основании найденного строго решения проанализировано получение кольцевых токов при наличии плавно ре-лакспрующен (к фоновому значению) при удалении от источника цилиндрической плазменной неоднородности [38].

В третьей главе исследуется резонансное рассеяние ВЧ электромагнитных волн на гладких изотропных плазменных объектах [1-9]. В первом разделе главы рассматривается задача о дифракции плоской Р-поляризованной волны на плазменных круговом цилин-

дре а шаре с Яе£ < —1 [1]. С помощью метода леммы Лоренца получены общие формулы для коэффициентов возбуждения азимутальных мод на цилиндре и меридиональных мод на шаре. Основное внимание в разделе сосредоточено на изучении резонансных эффектов, связанных с возбуждением квазиповерхностных волн. В случае шара произвольных электрических размеров и цилиндра малых размеров (в области е < —1) слабозатухающие квазиповерхностные волны в условиях резонанса дают основной вклад в поле обратного рассеяния. На примере цилиндра с тонким, в масштабе длины падающей волны, переходным линейным слоем на границе, выясняется влияние резонансной области е(т) ~ 0 на дифракционную часть рассеянного поля, обусловленную квазиповерхностными волнами [3].

Раздел 3.2 посвящен изучению дифракционной части поля, возникающей при рассеянии электромагнитных волн на непрозрачных плазменных объектах с Нее < —1 (эллиптический цилиндр, сфероид) с переменным радиусом кривизны поверхности, медленно меняющимся на длине волны дифракционной моды [2,6, 7]. Получено, что .имеющее место для кругового цилиндра и шара единое описание (в рамках одних и тех же формул) квазпповерхностных волн и квазистатическпх резонансов носит, по-видимому, случайный характер, поскольку в случае эллиптического цилиндра, результаты, полученные в квазпоптическом приближении в области значений е —► — 1 (где длина квазиповерхностной волны стремится к нулю), не применимы к цилиндру малых размеров. На примере модельной задачи о рассеянии электромагнитной волны на плазменном сфероиде обсуждаются условия выполнения принципа локальности для трехмерных плазменных объектов.

В разделе 3.3 показано, что квазпповерхностные волны, также

как и собственные квазпстатические колебания, могут быть использованы для достижения режима безотражательного поглощения падающего получения объектами с внутренними потерями (обусловленными либо столхновптельным поглощением, либо резонансным поглощением, локализованным в окрестности е = 0)

[8]. Напомним, что безотражательный режим соответствует собственной моде с действительной частотой пли действительной постоянной распространения в слое с "обернутым" поглощением: е —♦ £*, т. е. моде, у которой внутренняя (обусловленная потерями в плазме) и внешняя (потерями на излучение) добротности равны. Проанализирован эффект согласованного поглощения встречных плоских волн: 1) однородным слоем с резкими границами, 2) слоем с гладким распределением концентрации (симметричным слоем Эп-штейна), 3) кусочно-однородным слоем. Затем уже обсуждается случай согласованного поглощения цилиндрических (сферических) сходящихся электромагнитных волн простейшими двумерными (цилиндр) и трехмерными (шар) плазменными объектами. Оказывается, что для плазменных цилиндра и шара с Лее < — 1, у которых на границе концентрация спадает до вакуумного значения по линейному закону, режим полного поглощения (в отличие от плоскослоистой плазмы) достигается и в случае бесстолкновительной плазмы.

В разделе 3.4 рассматривается дифракционная задача о параметрическом нелинейном возбуждении квазиповерхностных волн частоты ш при падении интенсивной плоской Р-поляризованной электромагнитной волны удвоенной частоты на плазменный цилиндр

[9]. В случае границ, близких к поверхностям второго порядка, активная зона взаимодействия волн из-за фазовой расстройки слабо локализована, поэтому возможно лишь пространственное усиление

вторичных волн. Однако возникновению генерации может способствовать установление положительной обратной связи при о бегании квазиповерхностных волн вокруг цилиндра, что и продемонстрировало в разделе 3.4.

В приложении к главе, на примере параметрической неустойчивости поверхностных волн, направляемых плоской 'границей раздела плазма-вакуум, выясняется влияние переходного резонансного слоя на величину инкремента нарастания мод и порогового поля волны накачки [4, 5].

В четвертой главе изучается рассеяние интенсивных электромагнитных волн плазменными образованиями в условиях генерации квазистаипонарного магнитного поля (КМП) [10-20]. Показано, что в случае резонансного взаимодействия падающего электромагнитного излучения с собственными модами объекта, генерируемое в плазме КМП может достигать значений, при которых оно само, в свою очередь, приводит к существенным изменениям характеристик рассеяния падающего пол?:.

В разделе 4.1 исследуется генерация КМП в плазменном однородном цилиндре с поглощением (е = 1 — —^ + ¿^^, где 1/эфф — эффективная частота столкновений), облучаемым цилиндрической сходящейся волной [10]. Рассматривается механизм генерации КМП, связанный с увлечением электронов ВЧ полем возбуждаемой в плазме азимутальной гармоники; при этом обратное влияние КМП на ВЧ падающее поле в данном разделе не учитывается. В таком приближении задача разбивается на решение двух независимых этапов. Вначале определяется ВЧ поле в плазме и вычисляется ток увлечения. Затем исследуется пространственно-временная эволюция магнитного поля, возбуждаемого заданным током. Уравнение диффузии, описывающее поведение КМП в плазме, получается

по уравнений гидродинамики и уравнений Максвелла, в результате проведения усреднения по всем ВЧ компонентам. Численные расчеты показывают, что в режиме оптимального поглощения значения магнитного поля превышают аналогичные значения в рассмотренных ранее плоскослоистых системах.

В разделе 4.2 построена самосогласованная теория генерации КМП (т.е. учитывающая взаимное влияние КМ и ВЧ полей) в плоско-неоднородной столкновптельной плазме с линейным профилем концентрации п = гае(1 + 2/1), включающем ступенчатый участок критической концентрации е — 0 [15]. Возбуждение КМП происходит под действием неоднородной намагниченности плазмы полем падающей из вакуума на плазму Р-поляризованной электромагнитной волны.

В разделе 4.3 изучается влияние генерируемого в плазме КМП на характеристики рассеяния Р-ноляризованной сходящейся цилиндрической волны круговым плазменным однородным цилиндром (Лее < —1) с поглощением [12,13]. Обсуждается самосогласованный стационарный случал, отвечающий области значений параметров, где определяющим является поверхностный ток увлечения электронов ВЧ полем.

В разделе 4.4 определено обратное дифракционное сечение рассеяния плоской ВЧ электромагнитной волны плазменным (Иее < — 1) однородным цилиндром в условиях генерации КМП [14]. Возбуждение КМП обусловлено током увлечения электронов ВЧ полем азимутальной квазпповерхностной волны, направляемой поверхностью цилиндра. Во всех трех описанных выше задачах генерируемое в плазме КМП приводит к неоднозначной (гистерезпсной) зависимости амплитуды рассеянного поля от падающей мощности. При этом для попадания в резонансный режим оптимального по-

глощения (разделы 4.2 и 4.3) необходимо, постепенно уменьшать падающую мощность до нужного значения. При постепенном же увеличении падающей мощности мы "проскакиваем" резонансные значения. Следует отметить и тот факт, что генерируемое в плазме КМП может приводить и к довольно резкому выходу из режима согласованного (в линейном приближении) поглощения [12].

Наконец, в разделе 4.5 исследуется магнитная параметрическая неустойчивость столкновительной пдосхослоистой плавно-неоднородной плазмы (М 1) с линейным профилем концентрации пе — = пс(1+г/£), находящейся в поле сильной монохроматической плоской электромагнитной волны, падающей из вакуума (г < —I) по нормали к границе раздела [16,17]. Рассматривались затравочные возмущения магнитного поля, ориентированные перпендикулярно направлениям Ч7пе и электрической составляющей поля падающей волны. В гидродинамическом приближении получена замкнутая система уравнений для определения КМП и медленно меняющейся амплитуды продольной составляющей ВЧ поля, возникающей в плазме при наличии квазистационарного магнитного поля. Строгие ..численные расчеты динамики гауссовых начальных возмущений магнитного поля различного масштаба подтвердили теоретические оценки, показывающие, что характер пространственно-временной эволюции магнитного поля зависит от амплитуды волны накачки. В разделе показано, что самовозбуждение КМП происходит прежде всего в области плазменного резонанса и носит пороговый по амплитуде падающего ВЧ поля характер. Развиваются преимущественно мелкомасштабные возмущения, причем в случае достаточно сильных полей накачки характер неустойчивости существенно зависит от пространственной структуры начального распределения. Как следует из анализа гидродинамической стадии

неустойчивости, пространственный масштаб Лд генерируемого КМП непрерывно уменьшается. Поэтому, начиная с некоторого значения Лд, приходится пользоваться кинетической теорией. Кинетическая стадия магнитной неустойчивости в неоднородной бес-столкновительной плазме носит беспороговый характер и существенно зависит от масштаба неоднородности плазмы [19, 20].

В пятой главе в приближении слабой нелинейности рассматривается рассеяние электромагнитных волн металлическими тонкими круговыми рамками и вибраторами, содержащими нелинейную нагрузку. В разделе 5.1 обсуждается рассеяние волн на круговой металлической полуволновой на основной частоте рамке, содержащей локальную нелинейную нагрузку (НН), расположенной в среде без потерь (с диэлектрической проницаемостью е) параллельно границе раздела диэлектрик-вакуум. Вольт-амперная характеристика НН аппроксимируется следующим образом:

7(«) = -1 {и + Ьи' + Рзи3) ло

Из граничных условий для электрического псля на поверхности тонкой металлической рамки было получено интегральное уравнение для определения тока в рассеивателе [15*], которое затем решалось методом возмущений по малому параметру нелинейности (¡Зи). По известному распределению тока находилось рассеянное поле на второй и третьей гармониках. Отметим, что амплитуда генерируемого на удвоенной и утроенной частотах поля существенно зависит от глубины погружения рассеивателя. Эта зависимость носит периодический характер; период определяется значениями диэлектрической проницаемости среды, длины волны падающего излучения, размерами рассеивателя. В разделе 5.2 решалась аналогичная задача для полуволнового вибратора {£ — Ао/4, I — длина плеча, А0 — длина волны в вакууме) с НН. Построена

диаграмма направленности рассеянного в обратном направлении поля на второй и третьей гармониках.

В разделе 5.3 исследовалось рассеяние электромагнитных волн на системе тонких полуволновых (на основной частоте) вибраторах с НН, расположенных в свободном пространстве [40]. Рассматривались системы рассеивателей, состоящие из двух и четырех вибраторов. Изучалось угловое распределение рассеянного на удвоенной частоте поля в зависимости от расстояния между вибраторами, местоположения НН и ее направленности.

В разделе 5.4 анализировалось рассеянное на удвоенной частоте поле системой, состоящей из двух параллельно расположенных рамок или вибраторов, в случае когда НН содержал лишь один из рассеивателей. Обсуждалась зависимость поля обратного рассеяния на частоте 2и> от расстояния между рассеивателями.

В разделе 5.5 рассматривалось рассеяние электромагнитной волны поляризованной по кругу на системе вибраторов с НН, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Основное внимание уделялось исследованию поляризации рассеянного на удвоенной частоте поля в зависимости от расстояния между вибраторами и направлением НН. Показано, что с помощью пространственного разнесения вибраторов, можно создать наперед требуемую поляризацию рассеянного сигнала. Этот результат получил также и экспериментальное подтверждение.

В заключение, сформулируем основные научные результаты диссертации.

Основные результаты диссертации

1. Исследовало изменение распределения излучаемой мощности кольцевого электрического тока в свистовом диапазоне частот по спектру возбуждаемых волн (плазменные волны, волны конической рефракции, вистлеры) с изменением параметров излучателя. Установлено, что в условиях близких к ионосферным, в достаточно широком интервале значений радиуса кольца, основная мощность излучения однороднораспределенного тока идет в волны конической рефракшш. Показано, что учет неоднородности тока вдоль кольца имеет принципиальное значение и может приводить к существенному увеличению доли излучаемой мощности, идущей в плазменные волны.

2. Изучена зависимость распределения мощности излучения магнитного кольцевого тока в магнитоактпвной плазме в свистовом диапазоне частот по пространственному спектру возбуждаемых плоских волн от размеров излучателя и структуры распределения тока. Показано, что большая часть мощности, излучаемой кольцевыми магнитными токами в рассматриваемом диапазоне частот, уходит в плазменные волны при любых размерах излучателя.

3. Проанализировало распространение волн свистового диапазона частот в каналах с немонотонным законом изменения концентрации плазмы поперек внешнего магнитного поля, возникающих в магнитоактивной плазме вблизи излучателей в

результате тепловых нелинейных эффектов. В таких плазменных образованиях обнаружено волноводное распространение двух независимых мод: в центральной части канала с пониженной плотностью плазмы имеет место распространение локализованных волк конической рефракции, а в кольцевом слое с повышенной плотностью, окружающем центральную часть — распространение квазилокализованпых впстлеров.

4. Исследовано волноводное распространение свистовых волн в каналах с повышенной плотностью плазмы. Показано, что утечка квазилокализованных мод вистлера из канала, имеющего ширину, сравнимую с характерной длиной свистовой волны, мала при условии и>в ш, когда поперечные масштабы захваченных в канал свистовых мод и вытекающих волн существенно различаются.

5. Получено строгое решение задачи об излучении однородных кольцевых электрических и магнитных токов, расположенных внутри или вне бесконечного плазменного цилиндра, окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного поля. Установлено, что в случае столба с повышенной плотностью плазмы (относительно фоновой) в свистовом диапазоне частот имеет место значительное увеличение полной мощности излучения источников. При этом главная часть излучаемой мощности (в случае, когда источник находится внутри) уходит в моды, направляемые плазменными образованиями.

6. Проведено подробное исследование резонансных эффектов, связанных с возбуждением плоской волной слабоизлучающих квазиповерхностных волн, направляемых гладкими изотроп-

иымл плазменными (е < —1) образованиями: эллиптический и круговой цилиндр, сфера, сфероид. На основе проведенного анализа изучен аффект оптимального поглощения падающего излучения плазменными объектами. Получены условия безотражательного поглощения цилиндрических (сферических) волн: 1) плазменными (г = ед — гем) однородным цилиндром (шаром); 2) бесстолкновптельпымп плазменными объектами (цилиндр, шар), на границе которых концентрация спадает по линейному закону.

7. Рассмотрена линейная стадия параметрической неустойчивости ВЧ квазиповерхностных волн, направляемых поверхностью плазменного (е < -1) цилиндра, возникающая при падении из вакуума на цилиндр интенсивной плоской электромагнитной волны. Определены пороговое значение падающего поля и инкремент неустойчивости волн.

8. Изучена генерация квазисташгонарного магнитного поля в однородном плазменном цилиндре с поглощением под действием интенсивной сходящейся ВЧ цилиндрической электромагнитной волны. Получено, что пространственно-временная эволюция КМП и его стационарное значение существенно зависят от электрических размеров плазменного образования и структуры падающего поля.

9. Построена самосогласованная теория генерации КМП (учитывающая взаимное влияние КМП и ВЧ падающее поле) в однородном плазменном (е < —1) цилиндре с поглощением при облучении его интенсивной цилиндрической Р-поляризованной электромагнитной волной. Показано, что генерируемое КМП может приводить к существенному изменению характеристик

рассеянна падающего поля. В частности, к возникновению эффекта нелинейного резонансного поглощения, или, наоборот, . к резкому выходу из режима согласованного (в линейном приближении) поглощения. Установлено, что из-за гистерезисной зависимости рассеянного поля от величины падающей мощности, выход на режим оптимального поглощения возможен только со стороны больших мощностей при последующем их уменьшении.

10. На основании исследования магнитной параметрической неустойчивости столкновптельной неоднородной плазмы, находящейся в попе сильной электромагнитной волны, установлено, что пространственная неоднородность плазмы приводит к локализации области неустойчивости в окрестности плазменного резонанса. Показано, что характер пространственно-временной эволюции магнитного поля зависит от амплитуды волны накачки.

11. Рассмотрено нелинейное рассеяние электромагнитных волн на металлических вибраторах и рамках произвольных размеров, содержащих сосредоточенную нелинейную нагрузку. Исследована зависимость рассеянного на высших гармониках поля от расстояния между рассепвателями, от их взаимного расположения и местонахождения НН. Показано, что при наличии границы раздела двух сред амплитуда генерируемого на высших гармониках поля существенно зависит от глубины погружения рассеивателя.

Оглавление

стр.

ВВЕДЕНИЕ.......................................................5

1. Излучение волн свистового диапазона в однородной магнитоактивной плазме заданными источниками ..........35

1.1. Исходные уравнения и основные соотношения .........37

1.2. Излучение кольцевого электрического тока (плоскость витка перпендикулярна внешнему магнитному полю) ......................................42

1.3. Излучение кольцевого электрического тока (плоскость витка параллельна внешнему

магнитному полю) ......................................56

1.4. Излучение кольцевого магнитного тока ................65

1.5. Диаграмма направленности излучения кольцевых электрических токов ....................................76

2. Излучение свистовых волн кольцевыми источниками в магнитоактивной плазме прп наличии плазменно-волноводных каналов ........................................91

2.1. Каналированное распространение волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах — 94

2.2. Дисперсионные характеристики волн свистового диапазона, направляемых цилиндрическими однородными каналами с повышенной плотностью плазмы ................................................123

2.3. Возбуждение заданными токами свистовых волн

прп наличии плазменного цилиндрического канала____145

2.4. Излучение кольцевых токов в присутствии

цилиндрического канала с повышенной плотностью ... 169

Приложение. Соотношения ортогональности для волн

дискретной и непрерывной частей спектра............179

3. Дифракция ВЧ электромагнитных волн на гладких изотропных плазменных объектах. Резонансные

эффекты ....................................................184

3.1. Рассеяние электромагнитных волн на круговом цилиндре п шаре.......................................187

3.2. Рассеяние ВЧ электромагнитных волн на гладких объектах с переменной кривизной.....................203

3.2.1. Эллиптический плазменный цилиндр............204

3.2.2. Импедансный эллиптический цилиндр...........214

3.2.3. Плазменный сфероид............................220

3.3. Оптимальное поглощение электромагнитных волн ограниченными плазменными образованиями..........225

3.4. Нелинейное возбуждение дифракционных мод при рассеянии интенсивных электромагнитных волн плазменным цилиндром................................245

Приложение. Параметрическая неустойчивость

поверхностных волн в полуогранпченной плазме с размытой границей...................................251

4. Рассеяние интенсивных электромагнитных волн плазменными образованиями в условиях генерации

квазистационарного мчшлтного поля (КМП) ..............261

4.1. Генерация КМП в ограниченной плазме под

действием интенсивного электромагнитного излучения..............................................263

4.2. Самосогласованная теория генерации КМП в слоистонеоднородной плазме ..........................279

4.3. Рассеяние цилиндрических электромагнитных волн плазменным цилиндром в условиях генерации КМП .. 285

4.4. Рассеянпе плоских интенсивных электромагнитных волн плазменным цилиндром больших электрических размеров...............................................291

4.5. Магнитная неустойчивость неоднородной плазмы в

поле интенсивной электромагнитной волны ...........298

5. Рассеяние электромагнитных волн металлическими тонкими структурами, содержащими нелинейную нагрузку (НН)..............................................313

5.1. Рассеяние электромагнитных волн на металлической рамке с НН, расположенной

вблизи границы раздела двух сред.....................315

5.2. Рассеяние электромагнитных волн металлическим вибратором с НН при

наличии границы раздела двух сред ...................333

5.3. Рассеяние электромагнитных волн на системе параллельных вибраторов, содержащих IIH ...........341

5.4. Рассеянпе электромагнитных волн на системе из двух параллельных рамок (вибраторов), одна из которых содержит НН .................................354

5.5. Рассеяние электромагнитных волн на скрещенных вибраторах с НН. Поляризационные эффекты ........362

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...............................................370

ЛИТЕРАТУРА ................................................374

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. Применение иеммы Лоренца к расчету коэффициентов возбуждения дифракционных мод // Изв.вузов. Радиофизика. 1972. Т. 15. N. 12. С. 18941904.

2. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. .Рассеяние высокочастотных электромагнитных волн на эллиптическом плазменном цилиндре и геометрическая теория поверхностных волн // Изв.вузов. Радиофизика. 1974. Т. 17. N. 9. С. 1269-1280.

3. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. К вопросу о дифракции высокочастотных волн на неоднородных диэлектрических объектах // Изв. вузов. Радиофизика. 1976. Т. 19. N. 4. С. 622-624.

4. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г., Петров В.В. О распад-ном взаимодействии электромагнитных волн в полуогранп-ченной плазме // Изв. вузов. Радиофизика. 1976. Т. 19. N. 10. С. 1475-1480.

5. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. К вопросу о параметрической неустойчивости низкочастотных поверхностных волн // Физика плазмы. 1977. Т. 3. Выи. 3. С. 551-555.

6. Заборонкова Т.М. Рассеяние электромагнитных волн на им-педансном эллиптическом цилиндре // Изв.вузов. Радиофизика. 1983. Т. 26. N. 4. С. 509-512.

7. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. Рассеяние высокочастотных электромагнитных волн на плазменном сфероиде // Те-

зисы докладов XIII Всесоюзной конференции по распространению радиоволн. (Горький). М. Наука. 1981. Т. 1. С. 309-312.

8. Жаров A.A., Заборонкова Т.М. Об оптимальном поглощении электромагнитных- волн ограниченными плазменными образованиями // Физика цлазмы. 1983. Т. 9. Вып. 5. С. 995-1001.

9. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г., Миллер М.А., Смирнов А.И., Пермптин Г.В. О нелинейном возбуждении дифракционных мод при рассеянии интенсивных волн // Тезисы докладов YIII Всесоюзного симпозиума по дифракции и распространению волн (Львов). М. Наука. 1981. Т. 2. С. 281-284.

10. Жаров A.A., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. О генерации квазистацпонарного магнитного поля в ограниченной плазме интенсивной электромагнитной волной // Тезисы докладов Щ Всесоюзной конференции "Взаимодействие электромагнитных излучений с плазмой". Алма-Ата. 1982. С. 146148.

11. Жаров A.A., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. Генерация квазистационарного магнитного поля в ограниченной плазме под действием интенсивного электромагнитного излучения // Физика плазмы. 1984. ТЛО. Вып. 6. С. 1242-1248.

12. Жаров A.A., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. О рассеянии интенсивных электромагнитных волн плазмой в условиях генерации квазистационарных магнитных полей // Тезисы докладов XIY Всесоюзной конференции по распространению радиоволн. Ленинград. 1984. Т. 1. С. 275-277.

13. Жаров A.A., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. О резонансном поглощении интенсивных электромагнитных волн плаз-

менными образованиями в условиях генерации квазистационарного магнитного поля // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума по дифракции и распространению волн. Тбилиси. 1985. Т. 2. С. 407-409.

14. Заборонкова Т.М. О рассеянии интенсивных электромагнитных волн плазменным цилиндром // йзв.вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31. N. 1. С. 114-117.

15. Жаров А.А., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. К самосогласованной теории генерации квазистационарного магнитного поля в неоднородной плазме // Физика плазмы. 1988. Т. 14. Вып. 1. С. 108-110.

16. Альбер Я.И., Жаров А.А., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г., Кротова З.И. Магнитная неустойчивость неоднородной плазмы в поле интенсивной электромагнитной волны // Изв.вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33. N. 2. С. 170-176.

17. Zhacov A.A., Zaboronkova Т.М., Kondrat'ev I.G. То the theory of magnetic instability of inhomogeneous plasma in the field of a strong electromagnetic wave // Proceedings of ICPIG PISA. Contr. Papers. ITALY. 1991. V. 3. P. 641-642.

18. Polykov S.V., Zaboronkova T.M. Generation of geomagnetic pulsations under the action of a powerful electromagnetic radiation on ionosphere // XYIII General assembly of the URSI. Prague. ЧСФР. 1990. V. 1. P. 180.

19. Жаров A.A., Заборонкова T.M., Кондратьев И.Г. Кинетическая стадия магнитной неустойчивости плазмы в поле сильной электромагнитной волны // Тезисы докладов X конферен-

ции по взаимодействию электромагнитных излучений с плазмой. Ъшгкент. 1989. С. 74.

20. Жаров A.A., Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г. К теории магнитной неустойчивости неоднородной плазмы в поле сильной электромагнитной волны // Изв. вузов. Радпофпзпка. 1993. Т. 36. N. 3-4. С. 329-332.

21. Zaboronkova Т.М., Kondrat'ev I.G., Kudxin A.V. Radiation of waves of whistler range in magnetoactive plasma // ХУШ General assembly of the URSI. Prague. ЧСФР. 1990. V. 1. P. 127.

22. Заборонхова T.M., Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. Об излучении волн свистового диапазона в магнитоактпвной плазме I // Изв. вузов. Радиофизика. 1991. Т. 34. N. 9. С. 990-1000.

23. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т.М. Radiation of whistler waves in magnetoactive plasma // Radio Science. 1992. V. 27. N. 2. P. 315-324.

24. Заборовкова T.M., Короткое B.C., Нечаева Н.Э. Излучение кольцевого магнитного тока в свистовом диапазоне частот в магнитоактиной плазме // Тезисы докладов XYIII семинара по распространению километровых и более длинных волн. Санкт-Петербург. 1992. С. 39.

25. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. Об излучении волн свистового диапазона в магнптоактпвной плазме II // Изв. вузов. Радиофизика. 1992. Т. 35. N. 8. С. 631-640.

26. Заборонкова Т.М,, Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. О диаграмме направленности излучения кольцевых электрических токов в магнптоактпвной плазме в свистовом диапазоне // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38. N. 8. С. 1451-1460.

27. Заборонкова Т.М., Костров A.B., Кудрин A.B., Тихонов С.В., Т^эонпн A.B., Шашснн A.A. Распространение волн свистового диапазона в неоднородных плазменных волноводах // Сб. тезисов "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах". Москва. 1992. С. 187-189.

28. Заборонкова Т.М., Костров A.B., Кудрин A.B., Ткхонов С.В., 1^онпн A.B., Шапкпн A.A. Каналирование волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах// ЖЭТФ. 1992. Т. 102. Вып. 10. С. 1151-1166.

29. Kudrin A.V., Zaboronkova Т.М., Kostrov A.V., Tikhonov S.V., Tronin A.V., Shaikin A.A. Waveguide propagation of whistler range waves under the thermal heating of plasma electrons // Proceedings of XXIY General assembly of URSI. Kyoto. Japan. 1993. P. 419.

30. Kostrov A.V., Shaikin A.A., SmimovA.I., ZaboronkovaT.M. Radiation and interaction of whistler range waves in magnetoactive plasma // Proceedings of Strung microwaves in plasmas. Edited by A. G. Litvak. Nizhny Novgorod. 1994. V. 2. P. 531-536.

31. Заборонкова T.M., Кудрин A.B., Марков Г.А. Волны свистового диапазона, направляемые каналами с повышенной плотностью плазмы // Физика плазмы. 1993. Т. 19. Вьш. 6. С. 769780.

32. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Markov G.A., Zaboronkova T.M. Radiation of whistler waves by a source from an artificial plasma waveguide channel in the ionosphere // Proceedings of Ш Suzdal URSI Symp. on Modification of the Ionosphere by Powerful Radio Waves. Moskow. 1991. P. 204-205.

33. Заборонкова Т.М., Кудрин А.В. О влиянии искусственных плазменных неоднородностеп на возбуждение вистлеров в магнитоактпвной плазме // Изв.вузов. Радиофизика. 1990. Т. 33. N. 1. С. 118-121.

34. Kondrat'evI.G., Kudrin A.V., ZaboronkovaT.M. Radiation of waves in the whistler frequency range in a magnetoactive plasma medium // International Summer School on Space Plasma Physics, Uppsala. Nishny Novgorod. 1993. P. 56-57.

35. Заборонкова T.M., Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. Излучение кольцевых источников в магнитоактивноп плазме при наличии искусственной плазменной неоднородности // Сб. тезисов докладов XYII конференции по распространению радиоволн. Ульяновск. 1993. С. 57-59.

36. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т.М. Influence of artificial plasma inhomogeneities on radiation of ring currents in magnetoactive plasma // Proceedings of XXIY General assembly of URSI. Kyoto. Japan. 1993. P. 423.

37. Заборонкова T.M., Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. Излучение заданных токов в магнптоактивной плазме при наличии цилиндрического плазменного канала // Препринт НИРФИ. Нижний Новгород. N. 375. 1993. 70 с.

38. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т.М. Application of self-consistent YLF plasma antennas in the near earth space // Proceedings of the First Ewrasian Symposium on Space Sciences and Technologies. Turkey. October 1993. Marmara Research. 6 p.

39. Kostrov A.V., Kudrin A.V., Permitin G.V., Shaikin A.A., Smir-novA.I., ZaboronkovaT.M. Radiation and propagation of whist-

ler range waves in ionosphere and magnetosphere plasma (Laboratory modeling and theory) // Proceedings of the First Ewiasian Symposium on Space Sciences and Technologies. Turkey. October 1993. Marmara Research. 7 p.

40. BabanovN.Yu,, Gorbachev A.A., ZaboronkovaT.M.,LartsovS.V. Investigation of a system of nonlinear interference sources // Reprinted from Proceedings of the 12-th International Wroclaw Symposium on EMC with permission of the,Editor. 1994. 3 p.

Список цитируемой литературы

1*. Гана бург B.JI. Распространение электромагнитных волн в плазме. М. Наука. 1967. 684 с.

2*. Мареев Е.А., Чугунов Ю.В. Антенны в плазме. Н.Новгород. ИПФ АН СССР. 1991. 232 с.

3*. Докучаев В.П., Тамопкин В.В., Чугунов Ю.В. // Изв.вузов. Радиофизика. 1976- Т. 19. N. 8. С. 1121.

4*. Беллюстпн Н.С. // Изв.вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21. N. 1. С. 22.

5*. Stenzel R.L. // Phys. Fluids. 1976. V. 19. P. 865.

6*. Агафонов Ю.Н., Бабаев А.П., Бажанов B.C., Марков Г.А. и др. // Письма в ЖТФ. 1989. Т. 15. N. 17. С. 1.

7*. Марков Г.А., Миронов В.А., Сергеев A.M. ц др. // ЖЭТФ. 1981. Т. 80. Вып. 6. С. 2264.

8*. Вдовиченко И. А., Марков Г. А., Миронов В.А., Сергеев А.М. // Письма в ЖЭТФ. 1986. Т. 44. Вып. 5. С. 216.

9*. Голубятников Г.Ю., Егоров C.B., Костров A.B., Миронов В.А., Чугунов Ю.В. // Физика плазмы. 1988. Т. 14. С. 482.

10*. Кауфман Р.Н., Рябова H.A. Исследование структуры и волновых свойств околоземной плазмы // М.: ИЗМИР АН. 1980. С. 97.

11*. Жаров A.A., Кондратьев И.Г., Миллер М.А. // Письма в ЖЭТФ. 1977. Т. 25. С. 355.

12*. Алиев Ю.М., Бычевков В.Ю. // Физика плазмы. 1981. Т. 7. Вып. 1. С. 97.

13*. Алиев Ю.М., Быченков В.Ю. // ЖЭТФ. 1979. Т. 76. Вып. 5. С. 1586.

14*. Шевченко В.В. Плавные переходы в открытых волноводах // М.: Наука. 1969. 192 с.

15*. Левпн МЛ. // Ученые записки ГГУ. 1950. Вып. 16. С. 233. Леонтович М., Левпн М. // ЖТФ. 1944. Т. 14. Вып. 9. С. 481.

Подписано а печать 08.04.94 г. Формат 60 х 84/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Объем 2,37 усл.п.л. Заказ 5388. Тираж 100.

Отпечатано на ротапринте НИРФИ