Возбуждение и распространение электромагнитных волн в магнитоактивной плазме при наличии дактов плотности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Кудрин Александр Владимирович

ВОЗБУЖДЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В МАГНИТОАКТИВНОЙ ПЛАЗМЕ ПРИ НАЛИЧИИ ДАКТОВ ПЛОТНОСТИ

01.04.03 - радиофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Новгород - 2003

Работа выполнена в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор В.Г. Гавриленко, доктор физико-математических наук, профессор Д.С. Лукин, доктор физико-математических наук Б. А. Мареев.

Ведущая организация - Научно-исследовательский радиофизический институт

Защита состоится « / » ркгпЗ-£}>Х 2003 г. в /5" час. на заседании диссертационного совета Д 212.166.07 при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского по адресу: 603950, Н.Новгород, ГСП-20, проспект Гагарина, 23, корп.4, радиофизический факультет, ауд. А©/.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Автореферат разослан йЛ^-Ьт^ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В.Черепенников

2.00? -А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Интерес к теории возбуждения, распространения и взаимодействия электромагнитных волн в неоднородной магнитоактивной плазме возник сравнительно давно и стимулировался потребностями и перспективами разнообразных приложений (в частности, астрофизических, геофизических и термоядерных). Применительно к физическим явлениям в околоземном пространстве значительное развитие получили исследования, связанные с волновой л диагностикой космической плазмы, генерацией и транспортировкой электро-

магнитного излучения (особенно низкочастотного) в ионосфере и магнитосфере Земли, воздействием мощного излучения на ионосферу [1*|, а также с ,1 лабораторным моделированием соответствующих волновых процессов. В по-

следние годы в связи с проведением активных космических экспериментов по воздействию на параметры ионосферной и магнитосферной плазмы путем ин-жекции мощного электромагнитного излучения, пучков заряженных частиц и т.д. с борта ракет и искусственных спутников Земли возрастающее внимание уделяется изучению влияния искусственных плазменно-волноводных структур, формируемых вблизи электромагнитных источников вследствие нелинейного взаимодействия возбуждаемого поля с плазменной средой, на структуру поля, а также электродинамические характеристики самих источников |2*, 3*|. Существенно, что соответствующие нелинейные эффекты проявляются уже в сравнительно небольших и легко достижимых на практике полях. Это делает развитие теории излучения и распространения электромагнитных волн при наличии таких самосогласованных плазменных неодно-родностей весьма актуальной задачей. 1 В магнитоактивной плазме нелинейные явления, возникающие в поле элек-

I тромагнитного источника, приводят, как правило, к образованию квазици-

I линдрических плазменных неоднородностей, ориентированных вдоль внеш-

> него магнитного поля, — так называемых дактов плотности. Протяженность

дактов в направлении внешнего магнитного поля может быть столь значительной, что они оказывают существенное влияние на структуру поля источника не только в ближней, но и в дальней (волновой) зоне. В частности, наличие таких «околоантенных» неоднородностей может приводить к заметному изменению характеристик излучения источников по сравнению со случаем их размещения в однородной фоновой плазме.

Настоящая диссертация посвящена проблемам электродинамики плазменно-волноводных излучающих систем, расположенных в магнитоактивной плазме и возбуждаемых электромагнитными источниками. Развиваемое и диссертации направление исследований " лштг" г | |: 1-п"ч

1 РОС. НАЦИОИАЛЬЯАЯ I

3 1 библиотека . I

|

электромагнитного излучения источниками при наличии дактов плотности в магнитоактивной плазме, его транспортировки и последующего выхода в окружающую среду, а также с изучением особенностей нелинейного формирования таких плазменно-волноводных структур вследствие нагрева электронов плазмы, приводящего к се термодиффузионному перераспределению или дополнительной ионизации.

Повышенный интерес для обсуждаемых в диссертации проблем представляют характеристики излучающих систем в частотных интервалах, отвечающих так называемым резонансным условиям, когда показатель преломления одной из нормальных волн плазменной среды стремится к бесконечности при некотором значении угла между волновым вектором и направлением внешнего магнитного поля [2*, 4*, 5*]. Такие условия, при которых имеет место возбуждение электростатических волн, реализуются во многих экспериментах в ионосферной и лабораторной плазме. При этом особое внимание уделяется резонансной области свистового диапазона частот, лежащей в ионосферных условиях между нижней гибридной частотой и гирочастотой электронов и имеющей важное значение для многих прикладных задач.

Очевидно, что в качестве первого шага, предваряющего анализ излучения источников при наличии искусственных плазменных неоднородностей, необходимо исследовать электродинамические характеристики (в частности, распределение тока и входной импеданс) антенн, находящихся в однородной магнитоактивной плазме. Следует отметить, что применительно к резонансным интервалам частот магнитоактивной плазмы строгое решение задачи о распределении тока в антеннах даже простейшей геометрии до настоящего времени получено не было. Поэтому имеется настоятельная необходимость разработки электродинамической теории металлических антенн в резонансной магнитоактивной плазме.

С другой стороны, для последовательного изучения влияния плазменных каналов на излучение находящихся внутри них антенн необходимо детальное рассмотрение дисперсионных свойств и структуры полей мод, направляемых такими каналами. Соответствующее исследование является тем более актуальным, что до недавнего времени достаточно подробно рассматривались лишь свойства свистовых и альфвеновских мод в слабонеоднородных бесстолкновитсльных дактах, параметры которых отвечают условиям магнитосферы Земли |6*, 7*). Результаты этих работ не могут быть применены непосредственно к искусственным плазменным каналам, характерные параметры которых значительно отличаются от параметров дактов плотности, существующих в естественных условиях. Таким образом, систематическое исследование особенностей каналированного распространения электромагнит-

ных волн в искусственных дактах плотности в магнитоактивной плазменной среде является весьма важной задачей.

Обращаясь к проблеме возбуждения электромагнитными источниками за-магниченных плазменно-волноводных структур, являющихся открытыми направляющими системами с гиротропным заполнением, заметим, что в интересующем нас случае гиротропными свойствами обладает также среда, окружающая волноводный канал. Это отличие от рассматривавшихся в литературе задач возбуждения открытых систем, расположенных в изотропной фоновой среде |8*-10*1, является, как оказывается, принципиальным, что не позволяет применить результаты и выводы, вытекающие из проводившихся ранее исследований, к проблеме возбуждения электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности в магнитоактивной плазме. Данное обстоятельство свидетельствует о насущной необходимости построения строгой теории возбуждения открытых направляющих систем, расположенных в магнитоактивной плазменной среде.

Применительно к проблеме нелинейного формирования плазменных каналов отметим следующее. Неоднородные структуры, образующиеся в бес-столкновительной магнитоактивной плазме в результате действия пондеро-моторной силы, характеризуются весьма незначительным перепадом плотности плазмы [11*, 12*]. Поэтому их влияние на характеристики излучения электромагнитных источников, как правило, невелико. Представляющие больший практический интерес дакты со значительным перепадом плотности формируются обычно вследствие тепловых и ионизационных нелинейных эффектов. В литературе, однако, практически отсутствуют теоретические исследования формирования дактов с повышенной плотностью в изначально существующей (фоновой) магнитоактивной плазме полями электромагнитных источников в условиях тепловой или ионизационной нелинейности, хотя такая постановка характерна для ряда активных ионосферных и модельных лабораторных экспериментов, результаты которых представляют значительный интерес с точки зрения возможности создания самосогласованных плазменно-волноводных антенных систем в околоземном космическом пространстве |3*|. Поэтому изучение особенностей нелинейного формирования дактов с повышенной плотностью в магнитоактивной плазме является безусловно актуальным.

Отмеченные выше обстоятельства позволяют сформулировать цели настоящей диссертационной работы:

1. Развитие теории металлических антенн в резонансной магнитоактивной плазме и ее применений к исследованию электродинамических характеристик линейных и рамочных антенн в свистовом диапазоне частот.

2. Теоретическое исследование каналированного распространения волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах в маг-нитоактивной плазме.

3. Разработка теории плазменно-волноводных антенных систем в магнито-активной плазме, включая анализ возбуждения электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности, его транспортировки и последующего выхода в окружающую плазменную среду.

4. Теоретическое изучение нелинейного формирования дактов плотности в замагниченной плазме ближними полями электромагнитных источников I и волновыми полями.

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами и заключается в следующем:

1. Развиты основы электродинамической теории металлических антенн в однородной резонансной магнитоактивной плазме и исследованы распределения тока, входной импеданс и энергетические характеристики линейных и круговых рамочных антенн в свистовом диапазоне частот:

— На основе строгого решения задачи о возбуждении ориентированного вдоль внешнего магнитного поля идеально проводящего цилиндрического проводника сосредоточенной сторонней ЭДС предложены способы расчета распределения тока и импеданса цилиндрических антенн конечной длины.

— Впервые в рамках метода интегрального уравнения получено строгое решение самосогласованной задачи о распределении тока рамочной антенны, расположенной в магнитоактивной плазме перпендикулярно внешнему магнитному полю; на основе полученного решения изучена зависимость импеданса антенны от се размеров и параметров окружающей магнитоактивной плазмы.

2. Изучены дисперсионные характеристики и структуры полей собственных и несобственных слабовытекающих мод свистового диапазона, направляемых ориентированными вдоль внешнего магнитного поля дакта-ми плотности в магнитоактивной плазменной среде:

— Предложены методы теоретического анализа особенностей каналированного распространения мод в дактах плотности, имеющих ширину порядка или меньше характерной длины свистовой волны (вистлера).

— Исследованы характеристики свистовых мод, направляемых дактами с повышенной плотностью в столкновительной замагниченной плазме в условиях, при которых сравнительно малые столкновительные потери

существенно сказываются на структуре полей мод и приводят к селекции мод по постоянным затухания.

3. Разработана теория плазменно-волноводных антенных систем, позволяющая описывать возбуждение электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности в магнитоактивной плазме, его транспортировку и последующий выход в окружающую плазменную среду:

— Получено строгое решение задачи об излучении заданных источников (электрических и магнитных токов) при наличии цилиндрического плазменного канала, окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного поля. На основе полученного решения исследована структура поля круговой рамочной антенны, расположенной внутри цилиндрического дакта плотности; показано, что в свистовом диапазоне частот при наличии дакта с повышенной плотностью плазмы может иметь место существенное увеличение сопротивления излучения рамочной антенны по сравнению со случаем ее размещения в однородной фоновой плазме. Исследовано черенковскос излучение заданного модулированного электронного пучка, инжектируемого вдоль оси цилиндрического дакта.

— Разработаны методы анализа характеристик излучения плазменно-волноводной антенной системы ОНЧ диапазона, представляющей собой квазицилиндрическую плазменную неоднородность, возбуждаемую заданным кольцевым электрическим током, плотность плазмы в которой медленно спадает к фоновому значению с удалением от источника, и предложены способы увеличения мощности, идущей в длинноволновую часть пространственного спектра возбуждаемых в окружающей плазме свистовых волн, при использовании таких плазменных антенн в ионосферных условиях.

4. Изучены особенности нелинейного формирования дактов с повышенной плотностью при нагреве электронов замагниченной плазмы ближними полями электромагнитных источников и волновыми полями.

Научная и практическая значимость результатов работы

В научном плане выполненные исследования дают основу для более глубокого понимания физических явлений, связанных с генерацией и канали-рованием электромагнитного излучения в магнитоактивной плазме, а также механизмов нелинейного взаимодействия интенсивных квазистатичсских и волновых полей с плазменной средой. Развитые в диссертации теоретические методы расширяют возможности адекватного анализа и решения ак ту-

альных прикладных задач электродинамики и физики плазмы и позволяют снизить степень идеализаций, используемых при построении теоретических моделей исследуемых физических явлений. Так, полученные в диссертации решения ключевых модельных задач теории антенн в плазме представляют собой обобщение результатов стандартной теории тонких металлических антенн на случай анизотропной плазменной среды, допускающей существование квазиэлектростатических («плазменных») волн. Разработанная теория плазменно-волноводных антенных систем является обобщением теории возбуждения диэлектрических волноводов на случай открытых направляющих систем в магнитоактивной плазменной среде. Проведенный анализ нелинейного формирования дактов плотности при нагреве электронов замагничен-ной плазмы в высокочастотном электромагнитном поле расширяет представления об особенностях взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой. Существенно, что полученные теоретические результаты позволили детально разобраться в физических эффектах, наблюдавшихся в ряде лабораторных экспериментов по изучению возбуждения и распространения свистовых волн в неоднородных плазменных структурах, а также нелинейного формирования таких структур ближними и волновыми полями антенн в замагниченной плазме.

Выполненные исследования имеют важное значение для вопросов, свя-чннных с практическим применением ОНЧ излучений (дальняя космическая связь, диагностика ионосферы и магнитосферы и т.д.) и, в частности, могут быть использованы для интерпретации данных натурных и модельных лабораторных экспериментов по возбуждению свистовых волн в плазме ионосферного типа, а также для планирования новых «активных» экспериментов и околоземной плазме и прогнозирования их результатов.

Полученные в диссертации результаты могут представлять интерес для следующих научно-исследовательских учреждений: ИКИ РАН, ИЗМИР РАН, ИПФ РАН, ИРЭ РАН, НИРФИ, МФТИ, МГУ.

Апробация результатов работы

Настоящая диссертация выполнена в Нижегородском государственном университете им. Н.И.Лобачевского. Ее результаты опубликованы в работах [1-92| и докладывались на XXIV, XXV, XXVI и XXVII Генеральных Ассамблеях иШ31 (Киото, 1993 г.; Лилль, 1996 г.; Торонто, 1999 г.; Маастрихт, 2002 г.), VIII Научной Ассамблее 1АвА (Уппсала, 1997 г.), XV и XVI Международных симпозиумах \JRSI по электромагнитной теории (С.-Петербург, 1995 г.; Салоники, 1998 г.), IV и V Международных Суздальских симпозиумах иПБ1 по искусственной модификации ионосферы (Уппсала, 1994 г.; Москва, 1998 г.), I Международной конференции по прикладному электро-

магнетизму (Мецово, 1996 г.), IX Международном симпозиуме по антеннам JINA (Ницца, 1996 г.), IX и X Международных конгрессах по физике плазмы (Прага, 1998 г.; Квебек, 2000 г.), XXVI, XXVII и XXIX Конференциях Европейского физического общества по УТС и физике плазмы (Маастрихт, 1999 г.; Будапешт, 2000 г.; Монтрё, 2002 г.), Международной конференции по антеннам и распространению радиоволн (Давос, 2000 г.), XXV Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (Нагоя, 2001 г.), Второй и Третьей Международных Волжских школах по физике космической плазмы (Нижний Новгород, 1995, 1997 гг.), Международном рабочем сове-i щании URSI по теории и наблюдению нелинейных явлений в околоземном

пространстве (Варшава, 1995 г.), V Европейском нагревном семинаре (Содан-кюля, 1997 г.), Международных семинарах «День дифракции» (С.-Петербург, ( 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 гг.), XII Международном коллоквиуме

по дифференциальным уравнениям (Пловдив, 2001 г.), IV Международной научно-технической конференции «Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах» (Вологда, 1994 г.), Международной конференции «100-летие начала использования электромагнитных волн для передачи сообщений и зарождения радиотехники» (Москва, 1995 г.), XVHI, XIX и XX Всероссийских конференциях по распространению радиоволн (С.Петербург, 1996 г.; Казань, 1999 г.; Нижний Новгород, 2002 г.), Первой и Второй научных конференциях «Фундаментальные проблемы физики» (Саратов, 1996, 2000 гг.), Всероссийской научно-технической конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» (Таганрог, 2001 г.), XII Всероссийской школе-конференции по дифракции и распространению волн (Москва, 2001 г.), 1-й, 4-й и 5-й Научных конференциях по радиофизике (Нижний Новгород, 1997, 2000, 2001 гг.), а также на семинарах НИРФИ, ведущей научной школы проф. М. А. Миллера (ИПФ РАН), физического факультета Университета им. Р. Этвеша (Будапешт), кафедры электродинамики радиофизического факультета ННГУ.

Основные результаты диссертации опубликованы в книге [1], 26 статьях в отечественных и зарубежных научных журналах, 3 препринтах НИРФИ и ИПФ РАН, 25 работах в сборниках статей и трудах международных и российских научных конференций, 37 тезисах докладов научных конференций, симпозиумов и школ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и изложена на 489 страницах, включая 380 страниц основного текста и 74 страницы рисунков (117). Список литературы содержит 403 наименования и занимает 35 страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении кратко освещено современное состояние исследований по теме диссертации и обоснована ее актуальность, сформулированы цели работы и основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна полученных результатов, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава посвящена исследованию электродинамических характеристик линейных цилиндрических и кольцевых рамочных антенн, расположенных в однородной магнитоактивной плазме.

В разделе 1.1 исследуются характеристики линейной антенны, ориентированной вдоль внешнего магнитного поля и возбуждаемой сторонней ЭДС. Главное внимание сосредоточено на резонансной области свистового диапазона частот, в которой возможно возбуждение квазиэлсктростатических волн.

В 1)1.1.1 получено общее интегральное представление тока на антенне, имеющей вид бесконечно длинного идеально проводящего цилиндра, окруженного однородной изотропной оболочкой с заданной диэлектрической проницаемостью, и записано дисперсионное уравнение, позволяющее определить постоянные распространения азимутально-симметричных мод, направляемых таким цилиндром. Приводятся выражение для распределения тока и дисперсионное уравнение в частном случае неизолированной антенны, отвечающем отсутствию вокруг нее диэлектрической оболочки.

В §1.1.2 применительно к указанной выше области частот исследуются решения дисперсионного уравнения. Для неизолированной антенны, когда дисперсионное уравнение допускает существование единственной собственной моды, рассматриваются частные случаи, отвечающие малым и большим радиусам цилиндра, приводятся результаты строгого решения дисперсионного уравнения, анализируется структура поля собственной моды. Далее, применительно к изолированной антенне обсуждается частный случай, когда радиус антенны и толщина окружающей ее диэлектрической оболочки достаточно малы. Показано, что в этом частном случае дисперсионное уравнение по-прежнему допускает существование единственной моды. Приводятся результаты решения строгого дисперсионного уравнения в зависимости от толщины диэлектрической оболочки. Обсуждается влияние диэлектрической оболочки на структуру поля собственной моды.

В §1.1.3 исследуются особенности подынтегрального выражения в представлении тока. Показано, что данное выражение, наряду с полюсом на комплексной плоскости переменной интегрирования, отвечающим собственной моде (волне дискретного спектра), имеет также точки ветвления. При вычислении тока антенны наличие данных точек приводит к появлению интегралов по берегам разрезов, соответствующих вкладу волн непрерывного про-

странственного спектра в распределение тока. Далее из общего интегрального представления выделен в явном виде вклад, отвечающий собственной моде, и приведено выражение для коэффициента возбуждения собственной моды тока. С помощью деформирования контура интегрирования в путь наибыстрейшего спуска получены удобные для дальнейших вычислений представления, описывающие вклад волн непрерывной части пространственного спектра.

В §1.1.4 приведены результаты численных расчетов распределения тока вдоль цилиндрической антенны в ионосферных условиях. Для неизолированной и изолированной антенн проведено сопоставление вкладов в распределение тока, отвечающих собственной моде и волнам непрерывного пространственного спектра.

В §1.1.5 обсуждается использование метода длинных линий для описания распределения тока вдоль тонких линейных антенн в резонансной магнитоак-тивной плазме. В рамках данного метода приводятся способы приближенного расчета распределения тока и входного импеданса цилиндрических антенн конечной длины.

Раздел 1.2 посвящен решению задачи о распределении тока и импедансе рамочной антенны, представляющей собой идеально проводящую узкую ленту, свернутую в кольцо. Предполагается, что антенна, расположенная в магнитоактивной плазме, возбуждается заданной ЭДС; ось антенны параллельна внешнему магнитному полю.

В §1.2.1 приводится постановка самосогласованной задачи о распределении тока в кольцевой антенне. Плотность поверхностного тока /(ср, г), возбуждаемого на антенне полем сторонней ЭДС, представляется в виде ряда Фурье по азимутальной координате <р, коэффициенты 1т(г) которого являются неизвестными функциями. Здесь же записываются граничные условия для тангенциальных компонент электрического поля на поверхности антенны. Далее из граничных условий выводятся интегральные уравнения для неизвестных величин 1т(г).

В следующем §1.2.2 исследуются свойства ядер полученных интегральных уравнений. Показано, что данные ядра допускают представление в виде сумм сингулярных и несингулярных слагаемых. Оказывается, что в случае достаточно тонкой антенны свойства ядер позволяют получить приближенные решения интегральных уравнений в аналитическом виде. Решение задачи о распределении тока антенны представлено рядом, который в общем случае суммируется лишь численно. Показано, что при некоторых упрощающих условиях данный ряд можно суммировать приближенно, что позволяет получить довольно простое выражение, описывающее распределение тока антенны.

В §1.2.3 обсуждается частный случай, когда кольцевая антенна находится в анизотропной резонансной плазме, описываемой тензором диэлектрической проницаемости диагонального вида.

Следующий §1.2.4 посвящен исследованию входного импеданса антенны. Показано, что при определенных условиях импеданс антенны формально совпадает с входным импедансом закороченной двухпроводной линии, постоянная распространения тока вдоль которой является комплексной. Отмечается, что условия, при соблюдении которых оказывается возможным получить сравнительно простые формулы для распределения тока и импеданса антенны, определяют границы применимости метода длинных линий для кольцевой антенны в резонансной магнитоактивной плазме. Здесь же анализируется выражение для входного импеданса в предельных случаях малых и больших радиусов антенны.

Результаты численных расчетов, демонстрирующие распределение тока кольцевой антенны и поведение ее входного импеданса в зависимости от радиуса кольца, представлены в §1.2.5. Здесь показано, что наличие неоднородности распределения тока по азимутальной координате уз приводит к заметному увеличению сопротивления излучения неизолированной антенны.

В §1.2.6 исследуется структура поля кольцевой рамочной антенны. Результаты расчета структуры поля в случае заданного однородного распределения тока сопоставлены с данными лабораторного эксперимента, выполненного для антенны, провод которой покрыт слоем диэлектрика (стекла). Делается вывод, что в свистовом диапазоне частот для рамочной антенны с радиусом меньше или порядка длины свистовой волны при наличии диэлектрического покрытия достаточной толщины, имеющего диэлектрическую проницаемость порядка единицы, довольно хорошо работает приближение однородного распределения тока вдоль антенного провода.

В §1.2.7 показано, что методы, развитые при построении теории кольцевой антенны, могут быть применены для анализа полосковых излучателей, находящихся в магнитоактивной плазме. В качестве примера рассматривается ленточная антенна, расположенная перпендикулярно внешнему магнитному полю.

Раздел 1.3 посвящен исследованию распределения мощности излучения дипольных и рамочных антенн по пространственному спектру возбуждаемых волн в свистовом диапазоне частот.

В §1.3.1 приведены строгие выражения для полной мощности излучения дипольной антенны с распределением тока, заданным на основании результатов §§1.1.5, 1.2.7. Рассмотрены два частных случая, отвечающих ориентации оси источника вдоль и поперек внешнего магнитного поля. Изучена зависи-

мость распределения мощности излучения по пространственному спектру от эффективных электрических размеров источника.

Аналогичное исследование для кольцевой рамочной антенны выполнено в §1.3.2. Отмечается, что при учете реальной неоднородности распределения тока вдоль неизолированной антенны даже сравнительно небольшого радиуса происходит существенное изменение излучаемой мощности по пространственному спектру по сравнению со случаем однородного тока.

Излучение кольцевых магнитных токов, обнаруживающих в свистовом диапазоне частот ряд принципиальных отличий от своих электрических аналогов, рассматривается в разделе 1.4.

В разделе 1.5 исследуется диаграмма направленности излучения источников в магнитоактивной плазме. На примере диаграммы направленности кольцевого излучателя с электрически током в свистовом диапазоне частот проанализирована ее структура вблизи резонансного конуса и каустических направлений, отвечающих конусу Стори и конической рефракции. Выделен характер особенностей диаграммы вблизи указанных направлений.

В заключительном разделе 1.6 первой главы сформулированы основные выводы, вытекающие из проведенного в ней рассмотрения.

Во второй главе исследуется распространение волн свистового диапазона частот в плазменных каналах (дактах плотности), ориентированных вдоль внешнего магнитного поля и окруженных однородной фоновой плазмой. В отличие от работ, посвященных каналированию свистовых волн в слабоноод-нородных дактах, параметры которых отвечают условиям земной магнитосферы, здесь главное внимание сосредоточено на сравнительно «узких» плазменных каналах с шириной порядка или меньше характерной длины свистовой волны, возникающих, в частности, при нелинейном взаимодействии поля источника с окружающей плазменной средой.

В разделе 2.1 получены уравнения, описывающие поля мод, направляемых цилиндрическим дактом плотности. В случае однородного дакта, когда соответствующие уравнения допускают аналитическое решение, приводятся общие выражения для компонент полей. Здесь же записано дисперсионное уравнение, позволяющее определить постоянные распространения мод.

В разделе 2.2 исследуются дисперсионные характеристики и структура полей собственных и несобственных (вытекающих) мод, направляем ых однородными цилиндрическими дактами в резонансной области свистового диапазона частот.

В §2.2.1 изучены дисперсионные характеристики собственных (локализованных) мод, поддерживаемых при определенных условиях дактами с повышенной и пониженной плотностью. Приведены результаты численных расче-

тов дисперсионных кривых мод.

Структура полей собственных мод обсуждается в §2.2.2. Здесь показано, что поля собственных мод дакта с повышенной плотностью локализованы вблизи ого границы, причем характерный масштаб локализации поля изнутри дакта заметно меньше, чем соответствующий масштаб снаружи. Отмечено. что дакт с пониженной плотностью, наряду с модами, локализованными вблизи границы, допускает также существование собственных мод конической рефракции, поля которых внутри дакта имеют объемный характер.

П ^2.2.3 представлены результаты исследования дисперсионных свойств несобственных (вытекающих) мод, направляемых дактами с повышенной плотностью плазмы. Рассмотрены частные случаи, отвечающие малому и большому перепадам плотности на границе дакта. Для этих двух случаев получены и проанализированы приближенные формы записи дисперсионного уравнения. Приводятся результаты расчета дисперсионных кривых для вытекающих мод. Показано, что дакт, имеющий радиус порядка или меньше характерной длины свистовой волны, может поддерживать слабовытскающие моды. Отмечается, что в резонансной области свистового диапазона частот основной модой дакта с повышенной плотностью является вытекающая мода с азимутальным индексом тп = 1, обладающая достаточно малым радиационным затуханием.

Структура полей несобственных мод, направляемых дактами с повышенной плотностью плазмы, анализируется в §2.2.4.

В разделе 2.3 применительно к резонансной области свистового диапазона частот исследуются моды, поддерживаемые однородным плоским слоем, находящимся в однородной фоновой плазме меньшей плотности.

Раздел 2.4 посвящен изучению дисперсионных характеристик и структуры полей мод однородного цилиндрического дакта с повышенной плотностью в нсрсюнансной области свистового диапазона частот.

В разделе 2.5 обсуждается влияние диссипативных потерь в плазме, обусловленных электронными соударениями, на дисперсионные характеристики мод и структуру полей мод, направляемых в резонансной области свистового диапазона частот дактами с повышенной плотностью. Отмечается, что при наличии столкновительных потерь затухание мод, локализованных вблизи границы дакта, определяется преимущественно диссипативными характеристиками фоновой среды. Поэтому при незначительном уровне потерь в фонолой плазме такие моды могут распространяться с малым затуханием, даже если эффективная частота соударений внутри дакта достаточно высока. Более существенные изменения при наличии столкновительных потерь испытывают вытекающие моды. Оказывается, что уже при сравнительно небольших

значениях эффективной частоты соударений соответствующие моды разделяются на слабозатухающие, в структуре полей которых преобладает крупномасштабная вистлеровская составляющая, и сильнозатухающие, в отдельные компоненты полей которых основной вклад вносит мелкомасштабная квази-электростатичсская составляющая. Приведены результаты численных расчетов, иллюстрирующие влияние столкновительных потерь на дисперсионные свойства и структуру полей мод.

Распространение волн свистового диапазона в радиально-нсоднородном цилиндрическом дакте с плотностью, монотонно спадающей к фоновому значению, рассмотрено в разделе 2.6. Показано, что основные особенности распространения мод, исследованные в разделах 2.2, 2.4, 2.5 для однородного дакта с резкой границей, сохраняются в общих чертах и для дакта с плавным профилем плотности плазмы. Отличия состоят главным образом в поведении зависимостей постоянных затухания вытекающих мод от частоты. Здесь же приводятся примеры расчетов дисперсионных характеристик и распределений полей мод в случаях, допускающих приближенное аналитическое1 рассмотрение, и обсуждаются некоторые методы численного исследования характеристик мод в соответствующих дактах.

В разделе 2.7 рассматривается каналированное распространение волн свистового диапазона в цилиндрическом дакте с немонотонным («двугорбым») распределением плотности плазмы по радиусу. Дакты такого типа могут возникать в магнитоактивной плазме вблизи антенных устройств при преобладающем влиянии тепловых нелинейных эффектов.

В §2.7.1 в рамках ВКБ-приближения рассмотрены возможные частные случаи, отвечающие каналированию либо собственных, либо несобственных мод в таких дактах.

Каналирование в более узких дактах, не допускающих использования ВКБ-приближения, обсуждается в §§2.7.2, 2.7.3. В §2.7.2 рассмотрены свойства мод, направляемых приосевой областью дакта, имеющей пониженную относительно фона плотность. В §2.7.3 исследуются моды, поддерживаемые кольцевым слоем с повышенной плотностью, окружающим приосевую область.

Сопоставление результатов выполненных теоретических исследований с данными лабораторного моделирования проводится в разделе 2.8. Здесь описываются условия и результаты лабораторных экспериментов по формированию дактов плотности в фоновой магнитоактивной плазме и исследованию каналированного распространения в них волн свистового диапазона. Обсуждаются случаи дакта с повышенной на оси плотностью плазмы и дакта с немонотонным профилем плотности, характеризующимся наличием пржкт-

вой области с пониженной плотностью и кольцевого слоя с повышенной плотностью, окружающего приосевую область. Показано, что имеет место хорошее качественное и количественное согласие между результатами теоретических расчетов распределения поля в таких дактах и экспериментальными данными.

Выводы по второй главе сформулированы в разделе 2.9.

Третья глава посвящена исследованию излучения заданных источников (электрических и магнитных токов) в магнитоактивной плазме при наличии цилиндрического дакта плотности.

В разделе 3.1 получено строгое решение соответствующей задачи, отвечающее кольцевым электрическим и магнитным токам; предполагается, что ось симметрии каждого из указанных источников направлена вдоль оси дакта. Решение представлено в виде разложения в интеграл Фурье по продольному волновому числу.

В §3.1.1 сформулирована постановка задачи, записаны уравнения для поля.

В §3.1.2 записано решение уравнений для поля в виде разложения в интеграл Фурье по продольному волновому числу.

В следующем §3.1.3 обсуждаются аналитические свойства функций, входящих в соответствующее подынтегральное выражение. Здесь же из общего интегрального представления поля выделены вклады собственных и несобственных мод, которые могут существовать в свистовом диапазоне частот в дактах с повышенной и пониженной плотностью. Приведены выражения для амплитудных коэффициентов указанных мод.

В разделе 3.2 рассматривается другое возможное представление решения рассматриваемой задачи — разложение по системе собственных волн дакта го смешанным (дискретно-непрерывным) спектром. Хотя это представление приводит, естественно, к тем же результатам, что и разложение по продольному волновому числу, при конкретных расчетах ему в ряде случаев может быть отдано методическое предпочтение.

Постановка задачи о собственных волнах цилиндрического радиально-нс-однородного плазменного канала, окруженного фоновой однородной магнитоактивной плазмой, сформулирована в §3.2.1.

Соответствующая система собственных волн построена в §3.2.2. Отмечается. что данная система является обобщением известного решения аналогичной задачи для открытых направляющих систем в изотропной среде [9*| па случай, когда фоновой средой является гиротропная (магнитоактивная) плазма. Там же записаны выражения для полей волн дискретной и непрерывной частей спектра в'окружающей дакт плазменной среде; обсуждаются

способы получения полей собственных волн во внутренней (неоднородной) области дакта. Далее приведено общее представление поля в виде разложения по системе собственных волн дакта. В отличие от разложения по продольному волновому числу, в полученном спектральном представлении полного поля вклады собственных мод (волн дискретной части спектра) изначально выделены, а оставшаяся часть поля описывается интегралами по волнам непрерывной части спектра.

В §3.2.3 представлены явные выражения для полей волн дискретной п непрерывной частей пространственного спектра в случае однородного дакта плотности.

В §3.2.4 получены соотношения ортогональности для волн дискретной и непрерывной частей спектра, позволяющие рассчитывать коэффициенты возбуждения этих волн методом, основанным на использовании леммы Лоренца и обобщающим известную теорию возбуждения экранированных волноводов и открытых направляющих систем в изотропной среде на случай дактов плотности в магнитоактивной плазме. Здесь же устанавливаются соотношения ортогональности в энергетическом смысле, справедливые при отсутствии потерь в среде для волн дискретной и непрерывной частей спектра с действительными постоянными распространения.

Расчеты коэффициентов возбуждения собственных волн выполнены в §3.2.5. Здесь приведены общие выражения для коэффициентов возбуждения волн дискретной и непрерывной частей спектра. Далее, в качестве конкретного примера, получены выражения для коэффициентов возбуждения, отвечающие заданным кольцевым электрическим и магнитным токам, и записано спектральное представление поля, возбуждаемого этими источниками.

В §3.2.6 применительно к свистовому диапазону частот подробно обсуждаются аналитические свойства подынтегральных выражений в спектральном представлении поля.

Анализу волн дискретной части спектра посвящен §3.2.7. Здесь же обсуждается расположение полюсов упомянутых выше подынтегральных выражений; устанавливается соответствие этих полюсов волнам дискретной части спектра.

Анализ волн непрерывной части спектра представлен в §3.2.8. Здесь также обсуждается выделение несобственных мод, поддерживаемых дактами с повышенной плотностью плазмы в свистовом диапазоне частот, из непрерывного пространственного спектра. Показано, что коэффициенты возбуждения несобственных мод могут быть вычислены по формулам, в значительной степени аналогичным формулам для коэффициентов возбуждения собственных мод.

Доказательству уже упоминавшегося выше факта, что оба представления поля — разложение по продольному волновому числу и разложение по системе собственных волн дакта — дают действительно одинаковые результаты, посвящен [¡3.2.9.

В >¡3.2.10 обсуждается предельный переход от разложения поля заданного источника по системе собственных волн дакта плотности к разложению по системе собственных («направляемых») волн однородной безграничной магнитоактивной плазмы при стремлении плотности плазмы внутри дакта к фоновому значению.

В разделе 3.3 исследуется структура поля рамочной антенны в свистовом диапазоне частот при наличии дакта с повышенной плотностью плазмы.

В §3.3.1 записано выражение для полного поля, возбуждаемого антенной. Далее на примере продольной компоненты магнитного поля обсуждается вклад различных членов, содержащихся в спектральном представлении поля, в пространственное распределение поля рамки.

В §3.3.2 приводятся результаты экспериментального исследования пространственного распределения продольной компоненты магнитного поля. Здесь же выполнено сопоставление результатов экспериментального исследования с данными теоретического анализа, демонстрирующее хорошее качественное и количественное согласие между ними.

В §3.3.3 обсуждается влияние столкновительных потерь в плазме на структуру поля рамочной антенны, расположенной внутри дакта. Приводятся выборочные результаты численных расчетов, показывающие, что при разделении направляемых дактом мод на слабо- и сильнозатухающие, имеющем место в случае столкновитсльной плазмы, коэффициенты возбуждения сла-бочатухающих мод увеличиваются, а коэффициенты возбуждения сильнозатухающих мод уменьшаются по сравнению со случаем бссстолкновительной плазмы. В результате имеет место селекция мод по эффективности возбуждения. проявляющаяся в том, что амплитуды слабозатухающих мод значительно превышают амплитуды сильнозатухающих мод.

В разделе 3.4 исследуются энергетические характеристики заданных источников при наличии дакта плотности.

В §3.4.1 методом перевала вычисляются компоненты поля в дальней зоне. Приведены конкретные выражения для соответствующих компонент применительно к резонансной и нсрезонансной областям свистового диапазона частот.

На основе полученных выражений для поля в дальней зоне в §3.4.2 вычисляется диаграмма направленности излучения по мощности. Для резонансной области свистового диапазона частот проанализирована роль несобственных

слабовытекающих мод, направляемых дактом с повышенной плотностью, в формировании особенностей диаграммы направленности.

В §3.4.3 получены выражения для полной мощности излучения заданных источников при наличии дакта плотности.

Примеры таких расчетов даны в §3.4.4, где показано, что в свистовом диапазоне частот наличие дакта с повышенной плотностью плазмы может приводить к заметному увеличению полной мощности излучения кольцевых электрических и магнитных токов. Для данных источников исследуется распределение излучаемой мощности между модами, направляемыми дактом. и волнами, не удерживающимися в нем изначально и излучающимися непосредственно в окружающую среду. Кроме того, обсуждается зависимость сопротивления излучения кольцевого электрического тока от его ориентации относительно оси дакта. Здесь же представлены результаты лабораторного моделирования, свидетельствующие о возможности увеличения эффективности излучения источников в магнитоактивной плазме при наличии дакта плотности.

В разделе 3.5 исследуется черенковское излучение заданного модулированного электронного пучка, инжектируемого вдоль оси цилиндрического дакта плотности в магнитоактивной плазме. Предполагается, что частота модуляции тока пучка принадлежит свистовому диапазону.

Интегральное представление поля, возбуждаемого пучком, приведено в §3.5.1.

В §3.5.2 получено и проанализировано выражение для средней по времени мощности, теряемой пучком на частоте модуляции.

Результаты численных расчетов этой мощности представлены в §3.5.3. Здесь показано, что при черенковском резонансе пучка с одной из слабовы-текающих свистовых мод дакта с повышенной плотностью плазмы возможно заметное увеличение мощности, теряемой пучком на частоте модуляции, по сравнению со случаем инжекции пучка в однородную фоновую плазму.

В разделе 3.6 сформулированы основные выводы по главе.

Четвертая глава посвящена исследованию особенностей возбуждения свистовых волн в ионосферных условиях искусственными плазменно-волно-водными излучающими системами, представляющими собой квазицилиндрические плазменные образования с конечным продольным размером, запиты-ваемые электромагнитными источниками. При этом плотность плазмы в таких образованиях медленно спадает с удалением от источников к фоновому значению.

В разделе 4.1 рассматривается распространение волн вдоль нерегулярных открытых направляющих систем в магнитоактивной плазме.

В §4.1.1 обсуждаются некоторые особенности применения метода поперечных сечений для нерегулярных цилиндрических плазменных каналов в магнитоактивной плазме.

В §4.1.2 получена система интегро-дифференциальных уравнений для амплитуд волн дискретной и непрерывной частей пространственного спектра при наличии таких каналов; здесь же приведены выражения для коэффициентов связи волн.

В §4.1.3 исследуется распространение волн вдоль дакта плотности, параметры которого медленно меняются в продольном направлении. Определены условия, при которых распространение мод свистового диапазона, поддерживаемых таким дактом, можно рассматривать в адиабатическом (ВКВ) приближении.

Раздел 4.2 посвящен изучению особенностей возбуждения поля в свистовом диапазоне кольцевым электрическим током, находящимся внутри продольно-неоднородного дакта, плотность плазмы в котором медленно спадает вдоль внешнего магнитного поля с удалением от источника.

В §4.2.1 анализируется структура такого плазменного образования. Приводятся, в частности, результаты ряда натурных ионосферных экспериментов по формированию искусственных плазменных нсоднородностей полем мощного электромагнитного источника, свидетельствующие о том, что соответствующие неоднородности действительно имеют форму квазицилиндрических дактов, ориентированных вдоль внешнего магнитного поля.

В §4.2.2 обсуждается возбуждение мод в таком дакте азимутально-симмст-ричным кольцевым электрическим током и их последующее распространение. Главное внимание сосредоточено на случае, когда плотность плазмы в окрестности источника достаточно велика, так что основная часть излучаемой им мощности идет в слабовытекающие моды. Кроме того, предполагается, что плотность плазмы спадает вдоль оси дакта весьма медленно. Поэтому последующее распространение мод (вплоть до области вблизи конца дакта) можно исследовать в адиабатическом приближении.

В разделе 4.3 рассматривается теоретическая модель, позволяющая приближенно рассчитывать излучение в окружающее пространство с конца дакта плотности. Предполагается, что плотность плазмы вблизи конца незначи-■I ельно отличается от плотности окружающей плазмы, что дает возможность пренебречь отражением мод от конца. Далее в рамках подхода, основанного на электродинамической формулировке принципа Гюйгенса, обсуждается процедура корректного задания эквивалентных поверхностных электрических и магнитных токов на конце дакта для расчета поля, переизлучаемого в окружающую среду.

В разделе 4.4 исследуется распределение мощности, переизлучаемой с конца дакта плотности, по пространственному спектру возбуждаемых в окружающей плазме квазиплоских волн. Показано, что это распределение существенно зависит от «состава» мод, а также фазовых и амплитудных соотношений между ними на конце дакта. Определены условия, при которых мощность излучения такой, по существу, плазменной антенны, идущая в длинноволновую часть пространственного спектра волн, возбуждаемых в фоновой плазме, заметно превосходит соответствующую величину в случае размещения того же кольцевого источника в окружающей среде.

Выводы по главе изложены в разделе 4.5.

В пятой главе исследуется формирование дактов с повышенной плотностью плазмы вследствие тепловых и ионизационных нелинейных эффектов в магнитоактивной плазменной среде.

Раздел 5.1 посвящен теоретическому изучению особенностей формирования вытянутых вдоль внешнего магнитного поля неоднородных плазменных структур в результате термодиффузионного перераспределения плазмы при локальном нагреве ее электронов полем высокочастотного (ВЧ) источника.

В §5.1.1 записаны и проанализированы уравнения переноса в замагничен-ной плазме при локальном нагреве се электронов ВЧ полем.

В §5.1.2 приводятся результаты численного моделирования термодиффузионного формирования дактов плотности для различных модельных представлений функции нагрева электронов плазмы полями ВЧ источников. Показано, что в случае, когда поперечные размеры области нагрева малы по сравнению с характерной поперечной длиной электронной теплопроводности, образуется дакт с пониженной относительно фона плотностью в приосевой части; при бблыпих размерах области нагрева возможно формирование дактов с повышенной плотностью на оси. Отмечается, что путем использования источников различных конфигураций и размеров можно сформировать дак-ты со сложным немонотонным профилем плотности. Представленные данные теоретического анализа находятся в хорошем согласии с результатами соответствующих лабораторных экспериментов.

В разделе 5.2 исследуется стационарная структура плазменной неоднородности, формирующейся при дополнительной ионизации замагниченной плазмы ближним полем источника магнитного типа (витка с электрическим током). Рассмотрение проводится в резонансном интервале свистового диапазона частот.

В §5.2.1 записаны уравнения для ближнего поля кольцевого электрического тока, уравнения для стационарных распределений плотности плазмы и температуры электронов. Здесь же обосновываются некоторые условия, ис-

пользуемые далее при описании процессов диффузии и термодиффузии неоднородной замагниченной плазмы.

В §5.2.2 обсуждается структура ближнего поля источника. Показано, что в случае, когда характерные масштабы распределения плотности плазмы существенно превышают масштабы распределения поля источника, поле в выбранном диапазоне частот не зависит от плотности плазмы. Это позволяет провести рассмотрение в приближении заданного квазистатического поля. Здесь же приводятся пространственные распределения компонент ближнего поля, а также результаты численного решения стационарного уравнения теплопроводности, описывающего нагрев электронов ближним полем кольцевого , электрического тока. Расчеты выполнены для параметров, отвечающих условиям активных экспериментов в нижней ионосфере. Изучена зависимость максимальной температуры электронов от тока источника.

В §5.2.3 анализируется стационарное уравнение ионизационного баланса для плотности замагниченной плазмы. Приводятся результаты численного решения данного уравнения в случае, когда характерные масштабы распределения плотности значительно превышают масштабы распределения температуры. Получена зависимость величины максимального значения плотности плазмы в неоднородности от величины тока источника.

Раздел 5.3 посвящен исследованию ионизационного самоканалирования свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме.

В §5.3.1 приведены уравнения для поля и уравнения баланса плотности и энергии электронов плазмы, позволяющие описывать стационарное ионизационное самоканалированис свистовых волн в замагниченной плазме. Обосновывается возможность использования укороченных уравнений для описания структуры поля вистлера в условиях самоканалирования при наличии электронных соударений в плазме. '

В §5.3.2 обсуждаются возможные частные случаи, отвечающие различным значениям максимального возмущения плотности в формируемом плазмен-но канале. Записаны и проанализированы упрощенные уравнения для поля, | 1

температуры электронов и плотности плазмы в этих частных случаях.

В §5.3.3 представлены самосогласованные распределения поля и плазмы, полученные в результате численных расчетов. Показано, что дополнительная ионизация столкновительной замагниченной плазмы при нагреве ее электронов полем вистлера достаточно большой амплитуды может приводить к образованию цилиндрических плазменно-волноводных структур, которые захватывают и направляют создающие их свистовые волны. При этом в зависимости от интенсивности волновых полей при ионизационном самовоздействии вистлеров формируются дакты с различной поперечной структурой. Здесь же

приводятся результаты численных расчетов применительно к случаю, когда температура в фоновой среде близка к «пробойной» величине. Показано, что в этом случае значительные возмущения плотности в формируемом дакте достигаются при весьма небольших относительных возмущениях температуры. Указана возможность лабораторного моделирования ионизационного само-каналирования свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме.

Выводы по главе изложены в разделе 5.4.

В Заключении приведены основные результаты диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны основы электродинамической теории металлических антенн в однородной резонансной магнитоактивной плазме и исследованы распределение тока, входной импеданс и энергетические характеристики линейных и круговых рамочных антенн в свистовом диапазоне частот:

— Получено строгое решение задачи о распределении тока вдоль линейной антенны, возбуждаемой сосредоточенной сторонней ЭДС и представляющей собой идеально проводящий цилиндр бесконечной протяженности, расположенный в однородной плазме параллельно внешнему магнитному полю. Применительно к резонансной области свистового диапазона частот установлено, что распределение тока вдоль антенны определяется собственной модой, направляемой цилиндрическим проводником, и волнами непрерывного пространственного спектра. Показано, что основной вклад в распределение тока вдоль достаточно тонкой антенны дает собственная мода. Установлено, что наличие изотропной оболочки (диэлектрического покрытия или двойного слоя) малой электрической толщины с диэлектрической проницаемостью порядка единицы вокруг цилиндрической антенны приводит к увеличению относительного вклада собственной моды по сравнению со случаем неизолированной антенны. Показано, что постоянная распространения собственной моды существенным образом зависит от толщины оболочки и ее диэлектрической проницаемости. Определены условия, при которых для описания распределения тока вдоль тонких линейных антенн в резонансной магнитоактивной плазме может быть использован метод длинных линий; при этом в качестве постоянной распределения тока следует брать постоянную распространения собственной моды, направляемой цилиндрическим проводом антенны. В рамках данного метода проанализировано распределение тока и предложены способы приближенного расчета входного импеданса антенн конечной длины.

— Получено строгое решение задачи о распределении тока рамочной антенны, расположенной в холодной бесстолкновительной магнитоактив-ной плазме и представляющей собой узкую идеально проводящую ленту, свернутую в кольцо. Построенное решение, описывающее распределение тока как вдоль, так и поперек ленты, представляет собой обобщение результатов стандартной теории тонких металлических антенн на случай анизотропной плазменной среды, допускающей существование квазиэлектростатических волн. Показано, что при выполнении ряда упрощающих условий, которые фактически отвечают переходу к квазистатическому приближению и определяют границы применимости метода длинных линий, удается получить сравнительно простое выражение для распределения тока рамочной антенны. В таком приближении вычислена комплексная постоянная распределения тока антенны. Исследовано поведение входного импеданса рамочной антенны, расположенной в резонансной магнитоактивной плазме.

— На основе полученных решений для распределения тока дипольных и рамочных антенн исследовано распределение излучаемой данными источниками мощности по пространственному спектру волн, возбуждаемых в магнитоактивной плазме. Показано, что в резонансных диапазонах частот магнитоактивной плазмы учет неоднородности распределения тока неизолированной рамочной антенны является принципиальным, поскольку даже сравнительно малая неоднородность распределения тока приводит к существенному увеличению сопротивления излучения антенны вследствие эффективного возбуждения квазиэлектростатических волн неоднородной составляющей тока. На основании теоретического и экспериментального изучения вкладов различных участков пространственного спектра возбуждаемых волн в структуру поля рамочной антенны установлено, что покрытие антенного провода слоем диэлектрика достаточной толщины может способствовать существенному уменьшению степени неоднородности распределения тока антенны.

2. Изучены особенности каналированного распространения волн свистового диапазона в дактах плотности в магнитоактивной плазме:

— Показано, что ориентированный вдоль внешнего магнитного поля и окруженный однородной фоновой плазменной средой цилиндрический дакт с повышенной плотностью плазмы, имеющий радиус, сравнимый с характерной длиной свистовой волны, может направлять в резонансной области свистового диапазона частот собственные и несобственные слабовытекающис моды; при этом утечка несобственных мод в окружающую плазму тем меньше, чем больше отношения гирочастоты электро-

нов к круговой частоте поля и плотности плазмы внутри дакта к плотности фоновой плазмы. Установлено, что основной модой такого дакта является слабовытекающая несимметричная мода с азимутальным индексом тп = 1, которая существует при любых значениях радиуса дакта и перепада плотности в нем.

— Показано, что цилиндрический дакт с немонотонным («двугорбым») распределением плотности может направлять в свистовом диапазоне частот объемные моды двух типов: собственные моды конической рефракции, поддерживаемые приосевой областью с пониженной плотностью плазмы, и несобственные вистлсровские моды, поддерживаемые окружающим приосевую область кольцевым слоем с повышенной плотностью.

— Продемонстрировано, что теоретически изученные особенности кана-лированного распространения волн свистового диапазона в дактах плотности удовлетворительным образом согласуются с результатами соответствующего экспериментального исследования.

3. Установлено, что наличие сравнительно малых диссипативных потерь в плазме, обусловленных электронными соударениями, может приводить к существенному изменению дисперсионных характеристик и структуры полей мод свистового диапазона, направляемых дактами с повышенной плотностью плазмы. При этом моды разделяются на слабозатухающие с преимущественно крупномасштабной (вистлеровской) структурой поля и постоянными затухания, определяемыми отношением эффективной частоты соударений к гирочастоте электронов, и сильнозатухающие, у которых в структуре полей преобладает мелкомасштабная (квазиэлектростатическая) составляющая, а постоянные затухания определяются отношением частоты соударений к круговой частоте поля.

4. Получено строгое решение задачи об излучении заданных электрических и магнитных токов при наличии цилиндрического плазменного канала (дакта плотности), окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного поля. Решение представлено в двух эквивалентных формах, а именно, в виде разложения в интеграл Фурье по продольному волновому числу и в виде разложения по системе собственных волн канала со смешанным (дискретно-непрерывным) спектром. Показано, что коэффициенты возбуждения собственных волн как дискретной, так и непрерывной частей пространственного спектра, а также коэффициенты возбуждения несобственных (вытекающих) мод, выделяемых из непрерывного спектра, могут быть рассчитаны методом, основанным на использовании леммы Лоренца и обобщающим известную

теорию возбуждения экранированных волноводов и открытых волноводов в изотропной среде, на случай открытых направляющих систем с гиротропным заполнением, находящихся в фоновой гиротропной среде.

На основе полученного строгого решения задачи о возбуждении дакта плотности заданными токами изучены распределения полей и энергетические характеристики электромагнитных источников в магнитоактив-ной плазме при наличии плазменных каналов:

— Исследована структура поля рамочной антенны, расположенной в дак-тс с повышенной плотностью плазмы. Установлено, что в свистовом диапазоне частот распределение поля внутри дакта и в непосредственной его окрестности как в случае бесстолкновительной плазмы, так и при наличии достаточно малых столкновительных потерь в значительной степени определяется интерференцией несобственных слабовытекающих мод, поддерживаемых дактом. Показано, что распределение полного поля в дакте с увеличением расстояния от источника переходит в распределение, отвечающее вытекающей моде с наименьшей постоянной затухания. Исследована структура поля излучения заданных источников в дальней зоне при наличии дакта плотности. Проанализирована роль несобственных слабовытекающих мод, направляемых дактом с повышенной плотностью плазмы, в формировании диаграммы направленности источников. Получено хорошее согласие результатов теоретического исследования распределений полей источников при наличии дакта плотности в магнитоактивной плазме с данными соответствующих модельных лабораторных экспериментов.

— Определены условия, при выполнении которых наличие сравнительно небольших столкновительных потерь в плазменной среде приводит к существенному изменению эффективности возбуждения заданными источниками мод свистового диапазона, поддерживаемых дактом с повышенной плотностью плазмы. Установлено, что при возникновении разделения мод таких дактов на слабо- и сильнозатухающие коэффициент возбуждения отдельной слабозатухающей моды увеличивается, а коэффициент возбуждения отдельной сильнозатухающей моды уменьшается по сравнению со случаем бесстолкновительной плазмы. В результате имеет место селекция мод по эффективности возбуждения, проявляющаяся в том, что амплитуды слабозатухающих мод значительно превышают амплитуды сильнозатухающих мод.

— Установлено, что наличие дакта с повышенной плотностью плазмы приводит в свистовом диапазоне частот к заметному увеличению полной мощности излучения заданных кольцевых электрических и магнитных

токов по сравнению со случаем их размещения в однородной фоновой плазме. При этом основная часть мощности излучения электрического тока и довольно значительная часть мощности излучения магнитного тока идут в слабовытекающие моды, поддерживаемые дактом.

— Исследовано чсренковское излучение заданного модулированного электронного пучка, инжектируемого вдоль оси цилиндрического дак-та плотности в магнитоактивной плазме. Получено и проанализировано выражение для средней мощности, теряемой пучком на частоте модуляции. Показано, что при черенковском резонансе пучка с одной из сла-бовытекающих свистовых мод дакта с повышенной плотностью плазмы возможно заметное увеличение мощности, теряемой пучком на частоте модуляции, по сравнению со случаем инжекции пучка в однородную фоновую плазму.

6. Разработан подход, позволяющий исследовать характеристики излучения плазменно-волноводной антенной системы ОНЧ диапазона («плазменной антенны»), представляющей собой вытянутую вдоль внешнего магнитного поля цилиндрическую плазменную неоднородность, запиты-ваемую кольцевым электрическим током, плотность плазмы в которой медленно спадет к фоновому значению с удалением от источника. Изучены основные факторы, влияющие на полную мощность излучения такой системы и распределение излучаемой сю мощности по пространственному спектру волн, возбуждаемых в плазме ионосферного типа. Установлено, что полная мощность излучения рассмотренной плазменно-волноводной антенной системы определяется (в случае достаточно протяженного плазменного образования) локальными значениями параметров плазмы в непосредственной окрестности источника, тогда как результирующее распределение мощности по пространственному спектру существенно зависит от интегральных свойств плазменного образования в целом. Показана принципиальная возможность использования подобных плазменных антенн для повышения как полной излучаемой мощности, так и мощности, идущей в длинноволновую часть пространственного спектра возбуждаемых в ионосферной плазме свистовых волн.

7. Исследованы особенности нелинейного формирования дактов с повышенной плотностью при нагреве электронов замагниченной плазмы ближними полями электромагнитных источников:

— Изучено теоретически термодиффузионное формирование дактов с повышенной плотностью в приосевой области при нагреве электронов плазмы ближним полем рамочной антенны.

— Предложена теоретическая модель, позволяющая исследовать стационарную структуру вытянутой вдоль внешнего магнитного поля плазменной неоднородности, возникающей при дополнительной ионизации фоновой замагниченной плазмы ближним полем источника магнитного типа, в условиях, когда характерные пространственные масштабы распределения плотности плазмы существенно превышают размеры области нагрева. Изучены основные характеристики стационарной плазменной неоднородности при заданных параметрах источника и фоновой плазмы. Показано, что источник магнитного типа, помещенный в замагниченную плазму, может поддерживать сильно вытянутую вдоль внешнего магнитного поля неоднородность, плотность плазмы в которой существенно превышает фоновое значение. Установлено, что в условиях нижней ионосферы при использовании излучателя, частота которого лежит в свистовом диапазоне, возможно поддержание неоднородностей с плотностью, более чем на порядок превышающей фоновое значение, при величинах тока источника 1Ц, достижимых в условиях активных ионосферных экспериментов {Щ < 100 А).

8. Изучено ионизационное самовоздействие свистовых волн, заключающееся в формировании дактов с повышенной плотностью в столкнови-тсльной магнитоактивной плазме вследствие ее дополнительной ионизации полем распространяющейся волны. На основе решения укороченных уравнений для поля совместно с уравнениями баланса плотности и энергии электронов получены самосогласованные распределения поля и плазмы, отвечающие стационарному ионизационному самоканалиро-ванию вистлеров. Исследованы изменения распределений температуры электронов и плотности плазмы в дакте в зависимости от интенсивности формирующих его волновых полей.

ЦИТИРУЕМАЯ В АВТОРЕФЕРАТЕ ЛИТЕРАТУРА

1*. Гуревич A.B., Шваррбург А.Б. Нелинейная теория распространения радиоволя в ионосфере. М.: Наука, 1973. 272 с.

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

3*. Chugunov Yu. V., Markov G. A. Active plasma antenna in the Earth's ionosphere//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2001. V.63, No. 17. P. 1775-1787.

4*. Андронов А. А., Чугунов Ю. В. Квазистационарные электрические поля источников в разреженной плазме//УФН. 1975. Т. 116, вып. 1. С.79-113.

ó*. Ерохин Н.С., Кузелев М.В., Моисеев С.С., Рухадзе A.A., Шварцбург A.B. Неравновесные и резонансные процессы в плазменной радиофизике. М: Наука, 1982.272 с.

(i*. Karpman V. I., Kaufman R. N. Whistler wave propagation in density ducts// J. Plasma I'liys. 1982. V. 27, Pt.2. P. 225 238.

7*. Леонович А. С., Мазур В. А., Сенаторов В. Н. МГД-волноводы в неоднородной плазме //Физика плазмы. 1985. Т. 11, вып.9. С. 1106-1115.

8*. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. Т. 1, 2. М.: Мир, 1978. 1110с.

9*. Шевченко В. В. Плавные переходы в открытых волноводах. Введение в теорию. М.: Наука, 1969. 192 с.

10*. Маненков A.B. Распространение волн в открытых волноводах с анизотропным диэлектриком//Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24, №1. С. 84-96.

И*. Литвак А. Г. Волновые пучки конечной амплитуды в магнитоактивной плазме//ЖЭТФ. 1969. Т. 57, вып. 2(8). С. 629-636.

12*. Карпман В. И., Шагалов А. Г. Самофокусировка и двумерный коллапс вистле-ров // ЖЭТФ. 1984. Т. 87, вып. 2(8). С. 422-432.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Kondrat'ev I. G., Kudrin А. V., Zaboronkova Т. М. Electrodynamics of density ducts in magnetized plasmas. Amsterdam: Gordon and ВтеасЬ Science Publishers, 1999. 288 p.

2. Кудрин A.B., Марков Г.А. О дисперсионных и согласующих свойствах неоднородных плазменных волноводов//Изв. вузов. Радиофизика. 1991. Т. 34, №2. С. 163-172.

3. Кудрин А. В., Марков Г. А., Трахтенгерц В. Ю., Чугунов Ю. В. Эффекты вторичного излучения при воздействии на ионосферу интенсивным электромагнитным пучком//Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т.31, №2. С.334-340.

4. Заборонкова Т.М., Кондратьев И.Г., Кудрин A.B. Об излучении волн свистового диапазона в магнитоактивной плазме. 1//Изв. вузов. Радиофизика. 1991. Т. 34, №9. С. 990-1000.

5. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Об излучении волн свистового диапазона в магнитоактивной плазме. II // Изв. вузов. Радиофизика. 1992. Т. 35, № 8. С. 631-640.

6. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т. М. Radiation of whistler waves in magnetoactive plasma//Radio Sei. 1992. V.27, No. 2. P. 315-324.

7. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Тихонов С. В., Тронин А. В., Шай-кин А. А. Каналирование волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах//ЖЭТФ. 1992. Т.102, вып.4(10). С. 1151-1166.

8. Заборонкова Т. М., Кудрин А. В., Марков Г. А. Волны свистового диапазона, направляемые каналами с повышенной плотностью плазмы //Физика плазмы. 1993. Т. 19, вып. 6. С. 769-780.

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

10. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение заданных токов в магнитоактивной плазме при наличии цилиндрического плазменного канала. Препринт НИРФИ №375. Нижний Новгород: НИРФИ, 1993. 68 с.

11. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение волн свистового диапазона в магнитоактивной плазменной среде при наличии дактов плотности // Изв. вузов. Радиофизика. 1994. Т. 37, Л* 7. С. 887-908.

12. Kostrov А.V., Kudrin A.V., Permitin G.V., Shaikin A.A., Smirnov A.I., Zaboronkova Т. M. Radiation and propagation of whistler range waves in ionosphere and magnetosphere plasma (laboratory modeling and theory) //Turkish Journal of Physics. 1994. V. 18, No. 11. P. 1187-1192.

13. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M. Application of self-consistent VLF plasma antennas in the near earth space //Turkish Journal of Physics. 1994. V. 18, No. 11. P. 1248-1253.

14. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Markov G. A., Zaboronkova Т. M. Excitation, channelling and reemission of VLF waves in a magnetized plasma medium under the ionization nonlinearity conditions//Proc. of the URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. St. Petersburg, 1995. P. 535-537.

15. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Смирнов А.И., Шайкин А. А. Структура электромагнитных полей рамочных излучателей в магнитоактивной плазме в свистовом диапазоне частот//Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, №2. С. 192-202.

16. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Об излучении плазменно-волноводных антенных систем ОНЧ диапазона в ионосферных условиях // Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, №2. С. 210-225.

17. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т.М. Excitation and propagation of electromagnetic waves in nonuniform density ducts//Physica Scripta. 1996. V.54, Pt. 1. P. 96-112.

18. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M. Effect of plasma filamentation on radiation from loop antennas in magnetized plasmas // Proc. of the JINA International Symposium on Antennas. Nice, 1996. P. 328-331.

19. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров Е. Ю. О распределении тока в рамочной антенне, расположенной в холодной анизотропной плазме. Препринт НИРФИ № 430. Нижний Новгород: НИРФИ, 1996. 17с.

20. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение кольцевых источников диапазона очень низких частот в магнитоактивной плазменной среде при наличии цилиндрического плазменного канала//Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42, вып. 1.С. 43-50.

21. Kostrov А. V., Kudrin A.V., Shaikin A. A., Simrnov A. I., Starodubtsev M.V., Zaboronkova Т. M. Influence of nonlinear effects on electrodynamical characteristics of VLF loop antennas in magnetoplasma//Ann. Geophys. Pt. III. Space Planet. Sci. 1997. Supplement III to V. 15. P. 813.

22. Kudrin A. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova Т. M. The theory of a strip loop antenna in a resonant magnetoplasma//Day on Diffraction'97 / Ed. V.S.Buldyrev el al. St. Petersburg: St. Petersburg University, 1997. P. 195-204.

23. Кудрин А. В., Курина JI. E., Марков Г. А. Ионизационное самоканалирование свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме//ЖЭТФ. 1997. Т. 112, вып.4(10). С. 1285-1298.

24. Kondrat'ev I.G., Kudrin А. V., Zaboronkova Т.М. The use of near-antenna artificial density ducts for increasing the power of VLF radiation in space plasma // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. V.59, No. 18. P. 2475-2488.

25. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров Е. Ю. К теории рамочной антенны в анизотропной плазме//Изв. вузов. Радиофизика. 1998.Т.41, №3. С.358-373.

26. Kudrin А. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova Т.М. The theory of a circular loop antenna in a resonant magnetoplasma //Proc. of the URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. V.l. Thessaloniki, 1998. P. 426-428.

27. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Шайкин А. А. Каналировавие вис-тлеров в дактах с повышенной плотностью в магнитоактивной плазме // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, Л» 3. С. 384-394.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

Zaboronkova Т. M., Kudrin А. V., Popova L. L., Source-excited field representations for cylindrical magnetic-field-aligned channels in a magnetoplasma // Day on Diffraction'98 / Ed. V. S. Buldyrev et al. St. Petersburg: St. Petersburg University, 1998. P. 100 110.

Kostrov A. V., Kudrin A. V., Kurina L. E., Luchinin G. A., Shaikin A. A., Zaboronkova Т. M. Whistler wave ducting along density enhancements caused by heating of electrons in a laboratory plasma // ECA. 1998. V. 22C. P. 82-85. Kudrin A. V., Kurina L. E., Markov G. A. Ionization self-ducting of high intensity whistler waves in a collisional magnetoplasma//ECA. 1998. V.22C. P. 2382-2385. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров E. Ю. О распределении тока вдоль цилиндрической антенны в магнитоактивной плазме в диапазоне очень низких частот//Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42, №8. С. 750-764. Kudrin А. V., Petrov Е. Yu., Zaboronkova Т. М. Current behavior on a perfectly conducting cylinder with a delta-gap excitation in an anisotropic medium // Day on Diffraction'99 / Ed. V. S. Buldyrev et al. St. Petersburg: St. Petersburg University, 1999. P. 210-219.

Kudrin A. V., Kurina L. E., Petrov E.Yu. Near-antenna density channels in a magnetoplasma: Ionization formation and ducting properties in the lower-hybrid band //ECA. 1999. V.23J. P. 1813-1816.

Kudrin A. V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova Т. M. Excitation and propagation of VLF waves in near-antenna artificial density ducts in space plasmas // Proc. of the Millennium Conference on Antennas and Propagation (AP 2000). Noordwijk: European Space Agency, 2000. P. 0503(1)4)503(4).

Kostrov A. V., Kudrin A.V., Kurina L.E., Luchinin G.A., Shaykin A. A., Zaboronkova Т. M. Source-excited whistler mode waves in thermally generated cylindrical ducts with enhanced plasma density. Preprint No. 532. Nizhny Novgorod: Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, 2000. 56 p. Kostrov A. V., Kudrin A.V., Kurina L.E., Luchinin G.A., Shaykin A. A., Zaboronkova Т. M. Whistlers in thermally generated ducts with enhanced plasma density: Excitation and propagation // Physica Scripta. 2000. V.62, Pt. 1. P. 51 65. Кудрин А. В., Лях M. Ю. Излучение электромагнитных волн свистового диапазона при наличии плазменно-волноводных систем в магнитоактивной плазме//Труды четвертой научной конференции по радиофизике. 5 мая 2000 г. / Ред. А. В. Якимов. Нижний Новгород: TAJIAM, 2000. С. 44-46.

Kudrin А.V., Petrov E.Yu., Zaboronkova T.M. Current distribution and input impedance of a loop antenna in a cold magnetoplasma//J. Electromagn. Waves Appl. 2001. V. 15, No.3. P. 345-378.

Кудрин А. В., Курина JI.E., Петров E. Ю. Ионизационное формирование плазменной неоднородности ближним полем источника магнитного типа в замагниченной плазме//ЖЭТФ. 2001. Т. 119, вып. 6. С. 1118-1128.

Kudrin А.V., Kurina L.Е., Petrov E.Yu. Ionization formation of density channels in a magnetoplasma by the near-zone field of a magnetic antenna in the lower-hybrid band // Proc. of the XXVth International Conference on Phenomena in Ionized Gases / Ed. T. Goto. Nagoya: Nagoya University, 2001. P. 49-50. Кудрин А. В., Лях M. Ю. Возбуждение цилиндрического дакта плотности заданными источниками в свистовом диапазоне частот// Труды XII Всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн. Т. 2. М.: МФТИ, 2001. С. 401 402.

42. Заборонкова Т. М., Краффт К., Кудрин А. В., Лях М. Ю. Возбуждение вистлеров модулированным электронным пучком при наличии цилиндрического дакта плотности в магнитоактивной плазме // Труды (пятой) научной конференции по радиофизике, посвященной 100-летию со дня рождения А.А.Андронова. 7 мая 2001 г./Ред. А. В. Якимов. Нижний Новгород: ТАЛАМ, 2001. С. 36-37.

43. Kudrin А. V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M., Krafft С. Electromagnetic wave excitation by a modulated electron beam injected in an anisotropic plasma channel//Day on Diffraction'2001 / Ed. I. V. Andronov. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2001. P. 291-301.

44. Kudrin A. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova T.M. Current distribution on a perfectly conducting insulated cylinder in a gyrotropic medium//Day on Diffraction'2001 /Ed. I. V. Andronov. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2001. P. 302-310.

45. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров Е. Ю. Распределение тока и импеданс рамочной антенны в резонансной магнитоактивной плазме//Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн». Таганрог: Изд-во Таганрогского государственного радиотехнического университета, 2001. С. 150-151.

46. Kudrin А.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M. Wave emission from an open-ended cylindrical channel in a cold magnetoplasma//IEEE Trans. Antennas Propagat. 2001. V.49, No. 12. P. 1645-1648.

47. Kudrin A.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova Т.M., Krafft C. Whistler wave emission from a modulated electron beam injected in a cylindrical duct with enhanced plasma density //Phys. Plasmas. 2002. V.9, No.4. P. 1401-1411.

48. Lyakh M.Yu., Krafft C., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Effect of a cylindrical density enhancement on Cerenkov radiation from a modulated electron beam in a magnetoplasma // ECA. 2002. V.26B. P.P-2.005.

49. Lyakh M.Yu., Krafft C., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Whistler wave radiation from a modulated electron beam injected in a collisional density duct in a magnetoplasma // Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P. 0204.

50. Lyakh M.Yu., Kudrin A.V., Kurina L.E. Source-excited whistler mode waves in collisional ducts with enhanced plasma density//Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P. 0201.

51. Petrov E.Yu., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Comparison between the integral equation approach and the transmission line theory for analysis of a loop antenna in a magnetoplasma // Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P. 0244.

52. Petrov E.Yu., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Cylindrical antenna in a resonant magnetoplasma // Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P.0245.

53. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Лях М.Ю., Попова Л. Л. Несимметричные свистовые моды, направляемые цилиндрическими дактами с повышенной плотностью плазмы //Изв. вузов. Радиофизика. 2002. Т. 45, №10. С. 837-857.

54. Заборонкова Т. М., Кудрин А. В., Курина Л. Е., Лях М. Ю. Распространение волн свистового диапазона в столкновительных дактах плотности в магнитоактивной плазме //Труды XX Всероссийской конференции по распространению радиоволн. Нижний Новгород, 2002. С. 324-325.

55. Kudrin A.V., Kurina L. E., Lyakh M.Yu., Zaboronkova Т. M. Guided modes on a cylindrical channel in a collisional anisotropic plasma//Day on Diffraction'2002/Ed. I. V. Aiidronov. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2002. P. 133-143.

56. Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M., 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 // XXIVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Kyoto, 1993. P. 419.

57. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M. Influence of artificial plasma inliomogeneities on radiation of ring currents in magnetoactive plasma // XXIVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Kyoto, 1993. P. 423.

58. Заборонкова Т. M., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение заданных источников в магнитоактивной плазменной среде при наличии цилиндрического дакта плотности//IV Международная научно-техническая конференция «Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах»: Тез. докл. М., 1994. С. 49-51.

59. Kondrat'ev I. G., Kudrin А. V., Zaboronkova Т. М. Application of artificial self-consistent plasma inhomogeneities for increasing VLF radiation in space plasma//IVth Suzdal URSI Symposium on Artificial Modification of the Ionosphere: Abstracts. Uppsala, 1994. P. 51.

60. Заборонкова Т. M., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. О диаграмме направленности излучения источников ОНЧ диапазона в магнитоактивной плазменной среде при наличии искусственного дакта плотности //Международная конференция «100-летие начала использования электромагнитных волн для передачи сообщений и зарождения радиотехники». 50-я Научная сессия, посвященная Дню Радио: Тез. докл. Ч. II. М., 1995. С. 84 85.

61. Kondrat'ev I. G., Kudrin А. V., Zaboronkova Т. М. Spatial distribution of VLF radiation fields from plasma channel embedded in magnetoplasina//URSI and STEP, GAPS Workshop on Theory and Observations of Nonlinear Processes in the Near-Eaith Environment: Abstracts. Warsaw, 1995. P. 4.4.

62. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т. M. Radiation characteristics of VLF plasma waveguide antenna systems in space plasma//Plasma in Space. Second Volga International Summer School on Space Plasma Physics: Abstracts. Nizhniy Novgorod. 1995. P. 45 46.

63. Kostrov A. V., Kudrin A.V., Shaikin A. A., Smirnov A.I., Zaboronkova Т. M. Spatial distribution of electromagnetic fields of loop radiators in a magnetoplasma (experiment

' and theory)//Plasma in Space. Second Volga International Summer School on Space Plasma Physics: Abstracts. Nizhniy Novgorod, 1995. P. 60 61.

64. Kostrov A. V., Kudrin A.V., Shaikin A. A., Smirnov A. I., Starodubtsev M.V.. Zaboronkova Т. M. Emission of whistler waves from loop radiators in nonuniform magnetoplasrnas//Trans Black Sea Region Symposium on Applied Electromagnetisnr Abstracts. Athens: N.T.U.A. Press, 1996. P.meini-2.

65. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M. Wave propagation along nonuniform anisotropic open waveguides//Day on Diffraction'96: Abstracts. St. Petersburg, 1996. P. 14.

66. Kudrin A. V., Kondrat'ev I.G., Zaboronkova Т. M. Theory of wave propagation along nonuniform channels in magnetized plasmas//XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 30.

67. Kudrin A. V., Kondrat'ev I. G., Zaboronkova Т. M. Wave emissions from a VLF plasma-waveguide antenna system in the ionospheric conditions // XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 420.

68. Kostrov A. V., Smirnov A.I., Shaykin A. A., Zaboronkova T.M., Kudrin A.V. The structure of electromagnetic fields of frame radiators in magnetoactive plasmas in the whistler frequency range // XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 448.

69. Kudrin A. V., Kurina L.E., Popova L.L., Zaboronkova Т. M. Channeling of whistler waves in strong artificial enhancements of plasma density//XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 498.

70. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Смирнов А. И., Стародубцев М. В., Шайкин А. А., Излучение ОНЧ антенных систем (круговая рамка, вибратор), окруженных плазменными образованиями в магнитоактивной ионосферной плазме//XVIII Всероссийская конференция по распространению радиоволн: Тез. докл. Т. 2. С.-Петербург, 1996. С. 300-301.

71. Заборонкова Т.М., Кудрин А. В., Попова Л.Л. Распространение несимметричных волн свистового диапазона в искусственных цилиндрических дактах плотности // XVIII Всероссийская конференция по распространению радиоволн: Тез. докл. Т. 2. С.-Петербург, 1996. С. 322-323.

72. Кудрин А. В., Курина Л. Е., Марков Г. А. Каналирование и ионизационное самовоздействие свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме//Проблемы фундаментальной физики: Тез. докл. Саратов, 1996. Р. 98-99.

73. Zaboronkova Т.М.| Kudrin A.V., Kostrov A.V., Shaykin A. A. Influence of artificial thermal plasma inhomogeneities on excitation and propagation of VLF -waves in magnetoplasma (laboratory modeling and theory) // The 5th European Heating Seminar: Abstracts. Sodankyla, 1997. P. 58-59.

74. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров Е. Ю. К теории кольцевой антенны в магнитоактивной плазме//Научная конференция по радиофизике, посвященная 95-летию со дня рождения М.Т. Греховой: Тез. докл. Нижний Новгород: ННГУ, 1997. С. И.

75. Kondrat'ev I.G., Kudrin А. V., Kurina L. Е. Excitation and guided propagation of whistler waves in collisional density ducts // Plasma in Space. Third Volga International Summer School on Space Plasma Physics: Abstracts. Nizhniy Novgorod, 1997. P. 28.

76. Kudrin A. V., Petrov E. Yu., Zaboronkova Т. M. Electrodynamical characteristics of a loop antenna in a resonant magnetoplasma// Plasma in Space. Third Volga International Summer School on Space Plasma Physics: Abstracts. Nizhniy Novgorod, 1997. P. 30.

77. Zaboronkova T.M., Kostrov A.V., Kudrin A.V., Shaikin A.A., Smirnov A.I., Starodubtsev M. V. Nonlinear effects in the vicinity of VLF loop antennas in a magnetoplasma//8th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Symposia: Abstracts. Uppsala, 1997. P. 340.

78. Kudrin A. V., Kostrov A. V., Shaikin A. A., Zaboronkova Т. M. Whistler wave emission and propagation within artificial fine-structure ducts in a magnetoplasma //8th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Symposia: Abstracts. Uppsala, 1997. P. 347 348.

79. Kudrin A. V., Petrov E. Yu., Zaboronkova Т. M. VLF current distribution on a cylindrical antenna in a resonant magnetoplasma//Vth International Suzdal URSI Symposium on the Modification of Ionosphere: Abstracts. Moscow, 1998. P. 81.

80. Заборонкова T. M., Кудрин A. В. Возбуждение и распространение несимметричных волн ОНЧ диапазона в неоднородных цилиндрических дактах плотности / / XIX Всероссийская конференция «Распространение радиоволн»: Тез. докл. Казань, 1999. С. 353 354.

81. Kudrin А. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova T. M. Excitation of guided modes on a perfectly conducting cylinder in an anisotropic medium // XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 42.

82. Petrov E. Yu., Kudrin A. V., Zaboronkova T. M. An analysis of the current distribution on narrow strips in an anisotropic medium //XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 95.

83. Kudrin A. V., Ktirina L. E., Markov G.A. Ducted propagation and ionization self-interaction of whistler mode waves in a collisional magnetized plasma // XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 530.

84. Kudrin A. V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M. Rigorous representation of source-excited electromagnetic fields in cylindrical density ducts in a magnetoplasma// XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 531.

85. Petrov E.Yu., Kudrin A. V., Zaboronkova T.M. Radiation of VLF waves by a dipole source moving through a cold collisionless magnetoplasma//XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 531.

86. Kudrin A. V., Kurina L.E., Zaboronkova T. M., Kostrov A.V., Luchinin G.A.. Shaykin A. A. Excitation and propagation of whistler waves in thermally generated density enhancements in a laboratory plasma//XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 801.

87. Kudrin A.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M. Wave emission from an open-ended cylindrical channel in an anisotropic plasma//Day on Diffraction'2000: Abstracts. St. Petersburg, 2000. P. 76.

88. Kudrin A.V., Kurina L.E., Zaboronkova T.M. Weakly attenuated whistler waves in collisional enhancements of plasma density // 27th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics: Abstracts. Budapest, 2000. P. 356.

89. Kudrin A.V., Kurina L.E., Markov G.A. Ionization formation of nonuniform density channels by self-trapped helicon waves in a magnetoplasma // 27th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics: Abstracts. Budapest, 2000. P. 357.

90. Кудрин А. В., Курина JI. E., Петров E. Ю. Ионизационное формирование плазменных неоднородностей ближним полем высокочастотного источника в замагничен-ной плазме // Вторая международная конференция «Фундаментальные проблемы физики»: Тез. докл. Саратов, 2000. С. 112-113.

91. Kostrov A., Kudrin A., Kurina L., Luchinin G., Shaykin A., Zaboronkova T. Source-excited whistler mode waves in thermally generated ducts with enhanced plasma density//2000 International Congress on Plasma Physics: Abstracts of Contributed Papers. Québec City, 2000. P. 17.

92. Zaboronkova T. M., Kudrin A. V. Electromagnetic-field representations in anisotropic media using eigenfunction expansions associated with coupled second-order paitial differential equations // The Twelfth International Colloquium on Differential Equations: Abstracts of Invited Lectures and Short Communications. Plovdiv, 2001. P. 113.

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение ............................................................................................................................................................................................................6

ГЛАВА 1. Электродинамические характеристики металлических антенн в

однородной магнитоактивной плазме ..................................................................................................................34

1.1. Цилиндрическая антенна в магнитоактивной плазме ..................................................................40

1.1.1 Исходные уравнения. Интегральное представление тока антенны..........................41

1.1.2 Собственная мода, направляемая идеально проводящим цилиндром в магнитоактивной плазме ....................................................................................................................................................45

1.1.3 Спектральное представление тока антенны. Анализ вкладов дискретной и непрерывной частей пространственного спектра ..................................................................51

1.1.4 Распределение тока вдоль антенны ......................................................................................................60 1

1.1.5 Метод длинных линий для цилиндрических дипольных антенн в резонансной магнитоактивной плазме ........................................................................................................66

1.2. Рамочная антенна в магнитоактивной плазме ......................................................................................70

1.2.1. Постановка задачи. Вывод интегральных уравнений для тока ................................71

1.2.2. Решение интегральных уравнений для тока ..............................................................................76

1.2.3. Переход к случаю негиротропной замагниченной плазмы ......................................82

1.2.4. Входной импеданс антенны ....................................................................................................................84

1.2.5. Результаты численных расчетов распределения тока и входного импеданса ................................................................................................................................................................86

1.2.6. Структура поля антенны в свистовом диапазоне частот ..............................................90

1.2.7. Ленточная антенна, ориентированная перпендикулярно внешнему магнитному полю ..............................................................................................................................................100

1.3. Энергетические характеристики антенн в свистовом диапазоне частот ....................103

1.3.1. Дипольная антенна ..........................................................................................................................................106

1.3.2. Рамочная антенна ......................................................................................................................................................111

1.4. Излучение магнитных токов в магнитоактивной плазме ..........................................................127

1.5. Диаграмма направленности излучения по мощности ....................................................................134

1.6. Выводы ..............................................................................................................................................................................................143

1 'ЛАВА 2. Волны свистового диапазона, направляемые дактами плотности в 4 Maiниюактивной плазме ..........................................................................................................................................¡47

2.1. Основные соотношения ..........................................................................................................................................148

2.2. Однородный цилиндрический дакт ..............................................................................................................154 |

2.2.1. Дисперсионные характеристики собственных мод ..........................................................156

2.2.2. С фуктура полей собственных мод ..................................................................................................161

2.2.3. Дисперсионные характеристики несобственных мод ....................................................164

2.2.4. Структура полей несобственных мод ..........................................................................................183

2.3. Однородный плоский слой ..............................................................................................................................................187

2.4. О собственных модах в нерезонансной области свистового диапазона ......................191

2.5. Влияние сюлкнопи гельных потерь на дисперсионные характеристики и структуру полей мод ..................................................................................................................................................196

2 6 Радиально-неодиородный цилиндрический дакт с монотонным профилем

плошосги плазмы ........................................................................................................................................................207

2.7. 1'<щиалыю-11еоднородный цилиндрический дакт с немонотонным профилем

плотности плазмы ........................................................................................................................................................219

2.7.1. Анализ мод в ВКБ-приближении ................................................................................................................220

2.7.2. Моды, направляемые областью с пониженной плотностью плазмы ................22Э

, 2.7.3. Моды, направляемые областью с повышенной плотностью плазмы ..............225

2.8. Сопоставление с результатами экспериментального моделирования ..........................228

2.9. Выводы ..............................................................................................................................................................................................250

ГЛАВА 3. Излучение заданных источников в магнитоактивпой плазме при

наличии пактов плотности ..................................................................................................................................................253

3.1. Интегральное представление поля ................................................................................................................253

3.1.1. Постановка задачи. Основные уравнения ................................................................................254

3.1.2. Разложение поля в интеграл Фурье по продольному волновому числу .... 256

3.1.3. Возбуждение собственных и несобственных мод ............................................................262

3.2. Спектральное представление поля ..........................................................................................................................270

3.2.1. Постановка задачи о собственных волнах открытой направляющей

системы в магнитоактивпой плазме ................................................................................................270

3.2.2. Собственные волны плазменного канала. Волны дискретной и

^ непрерывной частей спектра ..................................................................................................................273

| 3.2.3. Собственные волны в частном случае однородного цилиндрического

| канала ................................................................................................................................................................................................................................286

[ 3.2.4. Соотношения ортогональности для волн дискретной и непрерывной

' частей спектра ....................................................................................................................................................291

I 3.2.5. Коэффициенты возбуждения волн дискретной и непрерывной частей

^ спектра ........................................................................................................................................................................297

1 3.2.6. Аналитические свойства функций, входящих в спектральное

* представление поля ........................................................................................................................................300

' 3.2.7. Анализ волн дискретной части спектра ................................................................................................304

, 3.2.8. Анализ волн непрерывной части спектра. Выделение несобственных мод

из непрерывной части спектра ........................................................................................................................................306

3.2.9. Связь с разложением по продольному волновому числу ......................................................312

' 3.2.10. Предельный переход к случаю однородной среды ..........................................................313

3.3. Структура поля рамочной антенны в свистовом диапазоне частот при налнчнн

: дакта с повышенной плотностью плазмы ................................................................................................314

I 3.3.1. Теоретический расчет ..................................................................................................................................315

3.3.2. Сопоставление с результатами экспериментального моделирования ............321

3.3.3. Влияние столкновительных потерь на структуру поля рамочной

} антенны ....................................................................................................................................................................324

3.4. Энергетические характеристики заданных источников при наличии дакта

! плотности ..............................................................................................................................................................................................334

^ 3.4,1. Поле в дальней зоне ................................................................................................................................................334

3.4.2. Диаграмма направленности излучения по мощности ....................................................334

3.4.3. Полная излучаемая мощность ..............................................................................................................342

' 3.4.4. О возможности увеличения мощности излучения при наличии дакта

( плотности ................................................................................................................................................................345

3.5. Излучение волн свистового диапазона модулированным электронным пучком

I при наличии дакта плотности ............................................................................................................................354

3.5.1. Интегральное представление поля, возбуждаемого пучком ....................................355

3.5.2. Мощность излучения на частоте модуляции при черенковском возбуждении свистовых волн ........................................................................................................................358

3.5.3. Результаты численных расчетов ..................................................................................................................364

3.6. Выводы ..............................................................................................................................................................................................367

ГЛАВА 4. Излучение плазменно-волноводных антенных систем свистового

диапазона в магнитоактивной плазме ..................................................................................................................370

4.1. Распространение волн вдоль нерегулярных открытых направляющих систем в магнитоактивной плазме ........................................................................................................................................371

4.1.1. Метод поперечных сечений для открытых направляющих систем в магнитоактивной плазме ............................................................................................................................................371

4.1.2. Интегро-дифференциальные уравнения для амплитуд волн ....................................375

4.1.3. Распространение волн вдоль направляющих систем с медленно меняющимися параметрами. ВКБ-приближение для волноводных

мод ......................................................................................................................................................................................................380

4.2. Возбуждение поля заданными источниками при наличии продольно-неоднородного дакта плотности ..........................................................................................................................................384

4.2.1. Структура дакта ................................................................................................................................................385

4.2.2. Возбуждение и транспортировка мод ..........................................................................................387

4.3. Излучение в окружающее пространство ................................................................................................390

4.4. Распределение излучаемой мощности по пространственному спектру ......................394

4.5. Выводы ..............................................................................................................................................................................................406

ГЛАВА 5. Формирование дактов плотности в замагннчснной плазме ..............................408

5.1. Термодиффучионное формирование дактов плотности при локальном нагреве электронов плазмы ..................................................................................................................................................................................409

5.1.1. Уравнения переноса в замагниченной плазме ......................................................................409

5.1.2. Формирование дактов с пониженной и повышенной плотностью

плазмы ............................................................................................................................................................................................412

5.2. Ионизационное формирование дактов плотности ближним полем источника магнитного типа ............................................................................................................................................................413

5.2.1. Основные уравнения ....................................................................................................................................416

5.2.2. Ci руктура ближнего поля и распределение температуры электронов ............420

5.2.3. Распределение плотности плазмы ....................................................................................................426 <

5.3. Ионизационное самокапал ировамие свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме ..............................................................................................................................................431

5.3.1. Уравнения, описывающие ионизационное самоканалирование свистовых | волн в столкновительной плазме ..........................................................................................................................432 !

5.3.2. Анализ уравнений для поля и плазмы ..........................................................................................435

5.3.3. Самосогласованные распределения поля и плазмы .....:......................................................440

5.4. Выводы ............................................................................................................................................................................................447

Заключение ..........................................................................................................................................................................................449

Jlnicpaiypa ..........................................................................................................................................................................................455

Подписано в печать 23.07.03. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,3. Зак. 895. Тир. 100.

Типография Нижегородского госуниверситета. 603000, Н. Новгород, ул. Б. Покровская, 37.

Р 13 5 4 6 i ?

Введение

ГЛАВА 1. Электродинамические характеристики металлических антенн в однородной магнитоактивной плазме

1.1. Цилиндрическая антенна в магнитоактивной плазме

1.1.1 Исходные уравнения. Интегральное представление тока антенны

1.1.2 Собственная мода, направляемая идеально проводящим цилиндром в магнитоактивной плазме

1.1.3 Спектральное представление тока антенны. Анализ вкладов дискретной и непрерывной частей пространственного спектра

1.1.4 Распределение тока вдоль антенны

1.1.5 Метод длинных линий для цилиндрических дипольных антенн в резонансной магнитоактивной плазме

1.2. Рамочная антенна в магнитоактивной плазме

1.2.1. Постановка задачи. Вывод интегральных уравнений для

1.2.2. Решение интегральных уравнений для тока

1.2.3. Переход к случаю негиротропной замагниченной плазмы

1.2.4. Входной импеданс антенны

1.2.5. Результаты численных расчетов распределения тока и входного импеданса

1.2.6. Структура поля антенны в свистовом диапазоне частот

1.2.7. Ленточная антенна, ориентированная перпендикулярно внешнему магнитному полю

1.3. Энергетические характеристики антенн в свистовом диапазоне частот

1.3.1. Дипольная антенна

1.3.2. Рамочная антенна

1.4. Излучение магнитных токов в магнитоактивной плазме

1.5. Диаграмма направленности излучения по мощности

1.6. Выводы

ГЛАВА 2. Волны свистового диапазона, направляемые дактами плотности в магнитоактивной плазме

2.1. Основные соотношения

2.2. Однородный цилиндрический дакт

2.2.1. Дисперсионные характеристики собственных мод

2.2.2. Структура полей собственных мод

2.2.3. Дисперсионные характеристики несобственных мод

2.2.4. Структура полей несобственных мод

2.3. Однородный плоский слой

2.4. О собственных модах в нерезонансной области свистового диапазона

2.5. Влияние столкновительных потерь на дисперсионные характеристики и структуру полей мод

2.6. Радиально-неоднородный цилиндрический дакт с монотонным профилем плотности плазмы

2.7. Радиально-неоднородный цилиндрический дакт с немонотонным профилем плотности плазмы

2.7.1. Анализ мод в ВКБ-приближении

2.7.2. Моды, направляемые областью с пониженной плотностью плазмы

2.7.3. Моды, направляемые областью с повышенной плотностью плазмы

2.8. Сопоставление с результатами экспериментального моделирования

2.9. Выводы

ГЛАВА 3. Излучение заданных источников в магнитоактивной плазме при наличии дактов плотности

3.1. Интегральное представление поля

3.1.1. Постановка задачи. Основные уравнения

3.1.2. Разложение поля в интеграл Фурье по продольному волновому числу

3.1.3. Возбуждение собственных и несобственных мод

3.2. Спектральное представление поля

3.2.1. Постановка задачи о собственных волнах открытой направляющей системы в магнитоактивной плазме

3.2.2. Собственные волны плазменного канала. Волны дискретной и непрерывной частей спектра

3.2.3. Собственные волны в частном случае однородного цилиндрического канала

3.2.4. Соотношения ортогональности для волн дискретной и непрерывной частей спектра

3.2.5. Коэффициенты возбуждения волн дискретной и непрерывной частей спектра

3.2.6. Аналитические свойства функций, входящих в спектральное представление поля

3.2.7. Анализ волн дискретной части спектра

3.2.8. Анализ волн непрерывной части спектра. Выделение несобственных мод из непрерывной части спектра

3.2.9. Связь с разложением по продольному волновому числу

3.2.10. Предельный переход к случаю однородной среды

3.3. Структура поля рамочной антенны в свистовом диапазоне частот при наличии дакта с повышенной плотностью плазмы

3.3.1. Теоретический расчет

3.3.2. Сопоставление с результатами экспериментального моделирования

3.3.3. Влияние столкновительных потерь на структуру поля рамочной антенны

3.4. Энергетические характеристики заданных источников при наличии дакта плотности

3.4.1. Поле в дальней зоне

3.4.2. Диаграмма направленности излучения по мощности

3.4.3. Полная излучаемая мощность

3.4.4. О возможности увеличения мощности излучения при наличии дакта плотности

3.5. Излучение волн свистового диапазона модулированным электронным пучком при наличии дакта плотности

3.5.1. Интегральное представление поля, возбуждаемого пучком

3.5.2. Мощность излучения на частоте модуляции при черенковском возбуждении свистовых волн

3.5.3. Результаты численных расчетов

3.6. Выводы

ГЛАВА 4. Излучение плазменно-волноводных антенных систем свистового диапазона в магнитоактивной плазме

4.1. Распространение волн вдоль нерегулярных открытых направляющих систем в магнитоактивной плазме

4.1.1. Метод поперечных сечений для открытых направляющих систем в магнитоактивной плазме

4.1.2. Интегро-дифференциальные уравнения для амплитуд

4.1.3. Распространение волн вдоль направляющих систем с медленно меняющимися параметрами. ВКБ-приближение для волноводных мод

4.2. Возбуждение поля заданными источниками при наличии продольно-неоднородного дакта плотности

4.2.1. Структура дакта

4.2.2. Возбуждение и транспортировка мод

9 4.3. Излучение в окружающее пространство

4.4. Распределение излучаемой мощности по пространственному спектру

4.5. Выводы

ГЛАВА 5. Формирование дактов плотности в замагниченной плазме

5.1. Термодиффузионное формирование дактов плотности при локальном нагреве электронов плазмы

5.1.1. Уравнения переноса в замагниченной плазме

5.1.2. Формирование дактов с пониженной и повышенной плотностью плазмы

5.2. Ионизационное формирование дактов плотности ближним полем источника магнитного типа

5.2.1. Основные уравнения

5.2.2. Структура ближнего поля и распределение температуры электронов

5.2.3. Распределение плотности плазмы

5.3. Ионизационное самоканалирование свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме

5.3.1. Уравнения, описывающие ионизационное самоканалирование свистовых волн в столкновительной плазме

5.3.2. Анализ уравнений для поля и плазмы

5.3.3. Самосогласованные распределения поля и плазмы

5.4. Выводы

Интерес к теории возбуждения, распространения и взаимодействия электромагнитных волн в неоднородной магнитоактивной плазме возник сравнительно давно и стимулировался потребностями и перспективами разнообразных приложений, в частности астрофизических [1-7], геофизических [8-15] и термоядерных [16-18]. Применительно к физическим явлениям в околоземном пространстве значительное развитие получили исследования, связанные с волновой диагностикой космической плазмы [4, 19-25], генерацией и транспортировкой электромагнитного излучения (особенно низкочастотного) в ионосфере и магнитосфере Земли [12-15, 21, 26-29], воздействием мощного излучения на ионосферу [4, 10, 21, 30-39], а также с лабораторным моделированием соответствующих волновых процессов [40-43]. В последние годы в связи с проведением активных космических экспериментов по воздействию на параметры ионосферной и магнитосферной плазмы путем инжекции мощного электромагнитного излучения, пучков заряженных частиц и т. д. с борта ракет и искусственных спутников Земли [44-65] возрастающее внимание уделяется изучению влияния искусственных плазменно-волноводных структур, формируемых вблизи электромагнитных источников вследствие нелинейного взаимодействия возбуждаемого поля с плазменной средой [50-53, 66-70], на распределение поля, а также электродинамические характеристики самих источников [52, 53, 71-75]. Существенно, что соответствующие нелинейные эффекты проявляются уже в сравнительно небольших и легко достижимых на практике полях [4, 31, 50-53, 71]. Это делает развитие теории излучения и распространения электромагнитных волн при наличии таких самосогласованных плазменных неоднородностей весьма актуальной задачей.

В магнитоактивной плазме нелинейные явления, возникающие в поле электромагнитного источника, приводят, как правило, к образованию квазицилиндрических плазменных неоднородностей, ориентированных вдоль внешнего магнитного поля [50-53, 66-71], — так называемых дактов плотности. Протяженность дактов в направлении внешнего магнитного поля может быть столь значительной, что они оказывают существенное влияние на структуру поля источника не только в ближней, но и в дальней (волновой) зоне [6672]. В частности, наличие таких «околоантенных» неоднородностей может приводить к заметному изменению характеристик излучения источников по сравнению со случаем их размещения в однородной фоновой плазме [71, 72].

Настоящая диссертация посвящена проблемам электродинамики плазмен-но-волноводных излучающих систем, расположенных в магнитоактивной плазме и возбуждаемых электромагнитными источниками. Развиваемое в диссертации направление исследований связано с анализом возбуждения электромагнитного излучения источниками при наличии дактов плотности в маг-нитоактивной плазме, его транспортировки и последующего выхода в окружающую среду, а также с изучением особенностей формирования таких плаз-менно-волноводных структур вследствие нагрева электронов плазмы, приводящего к ее термодиффузионному перераспределению или дополнительной ионизации.

Работа является в основном теоретической. Результаты экспериментальных исследований, выполненных при участии автора, включены в нее с целью демонстрации некоторых изучаемых эффектов и подтверждения теоретических выводов.

Необходимо отметить, что для обсуждаемых в диссертации проблем повышенный интерес представляют характеристики излучающих систем в частотных интервалах, отвечающих так называемым резонансным условиям [52, 76-80], когда показатель преломления одной из нормальных волн плазменной среды стремится к бесконечности при некотором значении угла между волновым вектором и направлением внешнего магнитного поля. Такие условия, при которых имеет место возбуждение электростатических волн, реализуются во многих экспериментах в ионосферной и лабораторной плазме [40-42, 44, 49-53, 59, 66-72, 75, 77, 78]. При этом особое внимание уделяется резонансной области свистового диапазона частот, лежащей в ионосферных условиях между нижней гибридной частотой и гирочастотой электронов и имеющей важное значение для многих прикладных задач [23-25, 52, 53, 71, 81, 82].

К настоящему времени опубликовано большое число работ, посвященных вопросам излучения источников в однородной и неоднородной магнитоак-тивной плазме [52, 76-80, 83-123]. В ранних работах [76, 83-92] рассматривались простейшие излучатели дипольного типа малых электрических размеров с заданными распределениями тока. Как показали последующие исследования, эффективность таких источников сравнительно невелика [99, 100, 103-105, 114, 122], что приводит к необходимости использования излучателей больших электрических размеров, для которых приближение заданного тока оказывается, вообще говоря, непригодным. Заметим, что соответствующие излучатели могут быть реализованы путем использования протяженных антенных систем [54-56] либо путем уменьшения характерной длины электромагнитной волны в плазменной среде вокруг излучателя за счет создания искусственной плазменной неоднородности с надлежащими параметрами [71, 72]. Очевидно, что в качестве первого шага, предваряющего анализ излучения источников при наличии искусственных плазменных неоднородностей, необходимо исследовать электродинамические характеристики (в частности, распределение тока и входной импеданс) антенн, находящихся в однородной магнитоактивной плазме.

В случае нерезонансной однородной магнитоактивной плазмы решение задачи о распределении тока и импедансе простейшей линейной дипольной антенны, возбуждаемой сторонней ЭДС, было предложено в работах [102, 120, 121], где на основе метода интегрального уравнения исследовались электродинамические характеристики тонкого электрического вибратора, ориентированного параллельно или перпендикулярно внешнему магнитному полю. Распределение тока и импеданс цилиндрической антенны, расположенной в холодной резонансной замагниченной плазме, исследовались в работах [97, 98] применительно к сравнительно простому случаю, отвечающему приближению одноосного кристалла для тензора диэлектрической проницаемости плазменной среды. В случае же гиротропной (магнитоактивной) плазмы, тензор диэлектрической проницаемости которой имеет отличные от нуля недиагональные компоненты, строгое решение задачи о распределении тока в антеннах даже простейшей геометрии применительно к резонансным условиям до настоящего времени получено не было. Именно поэтому в большинстве работ, посвященных металлическим антеннам в резонансной магнитоактивной плазме, используются заданные распределения тока как вдоль антенного провода, так и по его поперечному сечению. Следует отметить, что в ряде работ [101, 113, 116] предпринимались попытки отыскания распределения тока с помощью приближенного метода длинных линий. Однако условия применимости данного метода в случае резонансной плазмы остались в этих работах, по существу, невыясненными. Поэтому имеется настоятельная необходимость разработки электродинамической теории металлических антенн в резонансной магнитоактивной плазме.

С другой стороны, для последовательного изучения влияния плазменно-волноводных каналов на излучение находящихся внутри них антенн необходимо детальное рассмотрение дисперсионных свойств и структуры полей мод, направляемых такими каналами. Соответствующее исследование является тем более актуальным, что большинство теоретических работ, посвященных распространению электромагнитных волн в замагниченных плазменных волноводах, относится к случаю ограниченной плазмы, когда плазменный цилиндр окружен металлическим экраном, диэлектриком или свободным пространством [124-129]. Что же касается дактов плотности, расположенных в неограниченной магнитоактивной плазме, то до недавнего времени достаточно подробно рассматривались лишь свойства свистовых и альфвеновских мод в слабонеоднородных бесстолкновительных каналах, параметры которых отвечают условиям магнитосферы Земли [12, 29, 130-145]. Результаты этих работ не могут быть применены непосредственно к искусственным плазменным каналам, характерные параметры которых значительно отличаются от параметров дактов плотности, существующих в естественных условиях. Кроме того, в случае искусственных дактов часто весьма важным оказывается учет столкновительных потерь в плазме. Таким образом, систематическое исследование особенностей каналированного распространения электромагнитных волн в искусственных дактах плотности в магнитоактивной плазменной среде является весьма важной задачей.

Обращаясь к проблеме возбуждения электромагнитными источниками за-магниченных плазменно-волноводных структур, являющихся, по существу, открытыми направляющими системами с гиротропным заполнением, укажем работы [146-151], посвященные возбуждению гиротропного цилиндра (магнитодиэлектрического или плазменного), находящегося в свободном пространстве. Заметим, что соответствующие рассмотрения представляют собой обобщения методов, разработанных для открытых изотропных волноводов в свободном пространстве [112, 152-169], на случай, когда среда, заполняющая волновод, является гиротропной.

В интересующем нас случае гиротропными свойствами обладает также среда, окружающая волноводный канал. Это отличие от рассматривавшихся в литературе задач является, как оказывается, принципиальным, что не позволяет применить результаты и выводы, вытекающие из проводившихся ранее исследований, к проблеме возбуждения электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности в магнитоактивной плазме. Данное обстоятельство свидетельствует о насущной необходимости построения строгой теории возбуждения открытых направляющих систем, расположенных в магнитоактивной плазменной среде.

Применительно к проблеме нелинейного формирования плазменных каналов отметим следующее. В бесстолкновительной магнитоактивной плазме формирование дактов плотности может происходить в результате действия пондеромоторной силы [170, 171]. Образующиеся при этом неоднородные структуры (в частности, самоподдерживающиеся волноводные каналы [172-175]) характеризуются весьма незначительным перепадом плотности плазмы (см., например, [173-178]). Поэтому их влияние на характеристики излучения электромагнитных источников, как правило, невелико. Представляющие больший практический интерес дакты со значительным перепадом плотности формируются обычно вследствие тепловых и ионизационных нелинейных эффектов [31, 37, 52].

Из экспериментальных исследований формирования дактов в условиях тепловой нелинейности укажем работы [66-68, 70, 179,180], в которых наблюдались дакты с пониженной относительно фона плотностью, возникающие вследствие термодиффузии замагниченной плазмы при локальном нагреве ее электронов полем электромагнитного источника. Теоретическому обсуждению вопросов формирования соответствующих плазменных структур посвящены работы [31, 52, 181-185]. Приближения, используемые в некоторых из этих работ, не всегда соответствуют условиям конкретных экспериментов, особенно выполненных в последнее время. Поэтому необходимо дальнейшее исследование процессов термодиффузии плазмы в магнитном поле, в частности, возможностей формирования дактов с повышенной плотностью или сложным немонотонным профилем плотности.

Ионизационное самовоздействие электромагнитных полей, приводящее к образованию дактов плотности, исследовалось экспериментально и теоретически в работах [42, 50-53, 69,186-190]. В них обсуждался, в частности, высокочастотный пробой (в квазистатических или волновых полях) фонового нейтрального газа при наличии внешнего магнитного поля [52,186,187]. Следует, однако, отметить, что в литературе практически отсутствуют теоретические исследования ионизационного формирования дактов в изначально существующей (фоновой) магнитоактивной плазме, хотя такая постановка характерна для ряда активных ионосферных [50, 51, 53] и модельных лабораторных [69,188] экспериментов, результаты которых представляют значительный интерес с точки зрения возможности создания самосогласованных плазменно-волноводных антенных систем в околоземном космическом пространстве. Таким образом, изучение особенностей ионизационного формирования дактов плотности в магнитоактивной плазме является безусловно актуальным.

Отмеченные выше обстоятельства позволяют сформулировать цели настоящей диссертационной работы:

1. Развитие теории металлических антенн в резонансной магнитоактивной плазме и ее применений к исследованию электродинамических характеристик линейных и рамочных антенн в свистовом диапазоне частот.

2. Теоретическое исследование каналированного распространения волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах в магнитоактивной плазме.

3. Разработка теории плазменно-волноводных антенных систем в магнитоактивной плазме, включая анализ возбуждения электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности, его транспортировки и последующего выхода в окружающую плазменную среду.

4. Теоретическое изучение формирования дактов плотности в замагниченной плазме ближними полями электромагнитных источников и волновыми полями.

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами и заключается в следующем:

1. Развиты основы электродинамической теории металлических антенн в однородной резонансной магнитоактивной плазме и исследованы распределение тока, входной импеданс и энергетические характеристики линейных и круговых рамочных антенн в свистовом диапазоне частот:

На основе строгого решения задачи о возбуждении ориентированного вдоль внешнего магнитного поля идеально проводящего цилиндрического проводника сосредоточенной сторонней ЭДС предложены способы расчета распределения тока и импеданса цилиндрических антенн конечной длины; изучено влияние тонкой диэлектрической оболочки вокруг антенного провода на распределение тока и импеданс цилиндрической антенны.

Впервые в рамках метода интегрального уравнения получено строгое решение самосогласованной задачи о распределении тока рамочной антенны, расположенной в магнитоактивной плазме перпендикулярно внешнему магнитному полю; на основе полученного решения изучена зависимость импеданса антенны от ее размеров и параметров окружающей магнитоактивной плазмы.

Определены условия применимости метода длинных линий для расчета электродинамических характеристик линейных и рамочных антенн, работающих в резонансной магнитоактивной плазме.

Исследована зависимость распределения мощности излучения электромагнитных источников в однородной магнитоактивной плазме в свистовом диапазоне частот по пространственному спектру возбуждаемых волн от размеров излучателей и параметров окружающей плазмы.

2. Изучены дисперсионные характеристики и структуры полей собственных и несобственных слабовытекающих мод свистового диапазона, направляемых ориентированными вдоль внешнего магнитного поля дакта-ми плотности в магнитоактивной плазменной среде:

Предложены методы теоретического анализа особенностей канали-рованного распространения мод в дактах с повышенной и пониженной плотностью плазмы, имеющих ширину порядка или меньше характерной длины свистовых волн (вистлеров), захваченных в волноводный канал; установлено, что в резонансной области свистового диапазона частот основной модой цилиндрического дакта с повышенной плотностью плазмы является слабовытекающая несимметричная мода с азимутальным индексом т=1, которая существует при любых значениях радиуса дакта и перепада плотности в нем.

Исследованы характеристики свистовых мод, направляемых дактами с повышенной плотностью в столкновительной замагниченной плазме в условиях, при которых сравнительно малые столкновительные потери существенно сказываются на структуре полей мод и приводят к селекции мод по постоянным затухания.

Впервые изучены дисперсионные характеристики и структуры полей мод, направляемых цилиндрическими дактами с немонотонным профилем плотности плазмы по радиусу.

3. Разработана теория плазменно-волноводных антенных систем, позволяющая описывать возбуждение электромагнитного излучения заданными источниками при наличии дактов плотности в магнитоактивной плазме, его транспортировку и последующий выход в окружающую плазменную среду:

Получено строгое решение задачи об излучении заданных источников (электрических и магнитных токов) при наличии цилиндрического плазменного канала, окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного поля.

На основе полученного решения исследована структура поля круговой рамочной антенны, расположенной внутри цилиндрического дакта плотности; показано, что в свистовом диапазоне частот при наличии дакта с повышенной плотностью плазмы может иметь место существенное увеличение сопротивления излучения рамочной антенны по сравнению со случаем ее размещения в однородной фоновой плазме, причем основная часть излучаемой мощности идет в слабовытекающие моды, поддерживаемые дактом; определены условия, при выполнении которых сравнительно малые столкновительные потери в плазме приводят к селекции указанных мод по эффективности возбуждения, в результате чего происходит увеличение коэффициентов возбуждения мод с наименьшими постоянными затухания.

Исследовано черенковское излучение заданного модулированного электронного пучка, инжектируемого вдоль оси цилиндрического дакта; показано, что при черенковском резонансе пучка с одной из слабовытека-ющих свистовых мод дакта с повышенной плотностью плазмы возможно заметное увеличение мощности, теряемой пучком на частоте модуляции, по сравнению со случаем инжекции пучка в однородную фоновую плаз-# му.

Разработаны методы анализа характеристик излучения плазменно-волноводной антенной системы ОНЧ диапазона, представляющей собой квазицилиндрическую плазменную неоднородность, возбуждаемую заданным кольцевым электрическим током, плотность плазмы в которой медленно спадает к фоновому значению с удалением от источника, и предложены способы увеличения мощности, идущей в длинноволновую часть пространственного спектра возбуждаемых в окружающей плазме свистовых волн, при использовании таких плазменных антенн в ионосферных условиях.

4. Изучены особенности формирования дактов с повышенной плотностью при нагреве электронов замагниченной плазмы ближними полями электромагнитных источников и волновыми полями:

Теоретически исследовано термодиффузионное формирование дактов с повышенной плотностью при нагреве электронов плазмы ближним полем рамочной антенны.

Ф — Предложена теоретическая модель, позволяющая исследовать стационарную структуру вытянутой вдоль внешнего магнитного поля плазменной неоднородности, возникающей при дополнительной ионизации фоновой замагниченной плазмы ближним полем источника магнитного типа, в условиях, когда характерные пространственные масштабы распределения плотности плазмы существенно превышают размеры области нагрева.

Построена теоретическая модель ионизационного самовоздействия свистовых волн, приводящего к формированию цилиндрических дактов в столкновительной замагниченной плазме вследствие ее дополнительной ионизации полем распространяющейся волны; изучены изменения распределений температуры электронов и плотности плазмы в дакте в зависимости от интенсивности формирующих его волновых полей.

Научно-практическая значимость работы состоит в следующем.

В научном плане выполненные исследования дают основу для более глубокого понимания физических явлений, связанных с генерацией и канали-О рованием электромагнитного излучения в магнитоактивной плазме, а также механизмов нелинейного взаимодействия интенсивных квазистатических и волновых полей с плазменной средой. Развитые в диссертации теоретические методы расширяют возможности адекватного анализа и решения актуальных прикладных задач электродинамики и физики плазмы и позволяют снизить степень идеализаций, используемых при построении теоретических моделей исследуемых физических явлений. Так, полученные в диссертации решения ключевых модельных задач теории антенн в плазме представляют собой обобщение результатов стандартной теории тонких металлических антенн на случай анизотропной плазменной среды, допускающей существование квазиэлектростатических («плазменных») волн. Разработанная теория плазменно-волноводных антенных систем является обобщением теории возбуждения диэлектрических волноводов на случай открытых направляющих систем в магнитоактивной плазменной среде. Проведенный анализ формирования дактов плотности при нагреве электронов замагниченной плазмы в высокочастотном электромагнитном поле расширяет представления об особенностях взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой. Существенно, что полученные теоретические результаты позволили детально разобраться в физических эффектах, наблюдавшихся в ряде лабораторных экспериментов по изучению возбуждения и распространения свистовых волн в неоднородных плазменных структурах, а также нелинейного формирования таких структур ближними и волновыми полями антенн в замагниченной плазме.

Выполненные исследования имеют важное значение для вопросов, связанных с практическим применением ОНЧ излучений (дальняя космическая связь, диагностика ионосферы и магнитосферы и т.д.) и, в частности, могут быть использованы для интерпретации данных натурных и модельных лабораторных экспериментов по возбуждению свистовых волн в плазме ионоV сферного типа, а также для планирования новых «активных» экспериментов в околоземной плазме и прогнозирования их результатов.

Ниже дается краткое изложение содержания диссертации по главам.

Первая глава посвящена исследованию электродинамических характеристик линейных цилиндрических и кольцевых рамочных антенн, расположенных в однородной магнитоактивной плазме.

В разделе 1.1 исследуются характеристики линейной антенны, ориентированной вдоль внешнего магнитного поля и возбуждаемой сторонней ЭДС. Главное внимание сосредоточено на резонансной области свистового диапазона частот, в которой возможно возбуждение квазиэлектростатических волн.

В §1.1.1 получено общее интегральное представление тока на антенне, имеющей вид бесконечно длинного идеально проводящего цилиндра, окруженного однородной изотропной оболочкой с заданной диэлектрической проницаемостью, и записано дисперсионное уравнение, позволяющее определить постоянные распространения азимутально-симметричных мод, направляемых таким цилиндром. Приводятся выражение для распределения тока и дисперсионное уравнение в частном случае неизолированной антенны, отвечающем отсутствию вокруг нее диэлектрической оболочки.

В §1.1.2 применительно к указанной выше области частот исследуются решения дисперсионного уравнения. Для неизолированной антенны, когда дисперсионное уравнение допускает существование единственной собственной моды, рассматриваются частные случаи, отвечающие малым и большим радиусам цилиндра, приводятся результаты строгого решения дисперсионного уравнения, анализируется структура поля собственной моды. Далее, применительно к изолированной антенне обсуждается частный случай, когда радиус антенны и толщина окружающей ее диэлектрической оболочки достаточно малы. Показано, что в этом частном случае дисперсионное уравнение по-прежнему допускает существование единственной моды. Приводятся результаты решения строгого дисперсионного уравнения в зависимости от толщины диэлектрической оболочки. Обсуждается влияние диэлектрической оболочки на структуру поля собственной моды.

В §1.1.3 исследуются особенности подынтегрального выражения в представлении тока. Показано, что данное выражение, наряду с полюсом на комплексной плоскости переменной интегрирования, отвечающим собственной моде (волне дискретного спектра), имеет также точки ветвления. При вычислении тока антенны наличие данных точек приводит к появлению интегралов по берегам разрезов, соответствующих вкладу волн непрерывного пространственного спектра в распределение тока. Далее из общего интегрального представления выделен в явном виде вклад, отвечающий собственной моде, и приведено выражение для коэффициента возбуждения собственной моды тока. С помощью деформирования контура интегрирования в путь наибыстрейшего спуска получены удобные для дальнейших вычислений представления, описывающие вклад волн непрерывной части пространственного спектра.

В §1.1.4 приведены результаты численных расчетов распределения тока вдоль цилиндрической антенны в ионосферных условиях. Для неизолированной и изолированной антенн проведено сопоставление вкладов в распределение тока, отвечающих собственной моде и волнам непрерывного пространственного спектра.

В §1.1.5 обсуждается использование метода длинных линий для описания распределения тока вдоль тонких линейных антенн в резонансной магнитоак-тивной плазме. В рамках данного метода приводятся способы приближенного расчета распределения тока и входного импеданса цилиндрических антенн конечной длины.

5.4. Выводы

Сформулируем основные выводы по данной главе.

Изучена зависимость структуры вытянутой вдоль внешнего магнитного поля плазменной неоднородности, возникающей в результате термодиффузионного перераспределения плазмы при локальном нагреве ее электронов в квазистатическом поле высокочастотного источника, от характерных размеров источника. Показано, что в случае источников малых размеров, по сравнению с характерным поперечным масштабом электронной теплопроводности, формируется дакт с пониженной относительно фона плотностью плазмы в приосевой области и повышенной плотностью в окружающем эту область кольцевом слое; в случае источников достаточно больших размеров (порядка или больше поперечного масштаба теплопроводности) возможно формирование дакта с повышенной плотностью в приосевой области. Получено хорошее согласие результатов численных расчетов распределения плотности плазмы с имеющимися экспериментальными данными.

Исследована стационарная структура плазменной неоднородности, возникающей в результате высокочастотного нагрева и дополнительной ионизации фоновой замагниченной плазмы ближним полем источника магнитного типа (кольцевого электрического тока) в условиях, когда характерные пространственные масштабы распределения плотности плазмы существенно превышают размеры области нагрева. Изучены основные характеристики стационарной плазменной неоднородности при заданных параметрах источника и фоновой плазмы:

Установлено, что характеристики плазменной неоднородности в значительной степени определяются зависимостью коэффициентов переноса в магнитоактивной плазме от температуры электронов. При этом учет неоднородности электронной температуры и термодиффузии являются принципиальными для анализа распределения плотности плазмы.

Показано, что источник магнитного типа, помещенный в замагниченную плазму, может поддерживать сильно вытянутую вдоль внешнего магнитного поля неоднородность, плотность плазмы в которой существенно превышает фоновое значение. Установлено, что в условиях нижней ионосферы при использовании излучателя, частота которого лежит в свистовом диапазоне, возможно поддержание неоднородностей с плотностью, более чем на порядок превышающей фоновое значение, при величинах тока источника Щ, достижимых в условиях активных ионосферных экспериментов (/д < 100 А).

Изучено ионизационное самовоздействие свистовых волн, заключающееся в формировании волноводных каналов с повышенной плотностью в столкно-вительной магнитоактивной плазме вследствие ее дополнительной ионизации полем распространяющейся волны. На основании численного решения уравнений для поля совместно с уравнениями баланса плотности и энергии электронов получены самосогласованные распределения поля и плазмы, отвечающие стационарному ионизационному самоканалированию вистлеров. Установлено, что в зависимости от интенсивности волновых полей формируются цилиндрические плазменные каналы (дакты плотности) с различной поперечной структурой: при достаточно малых уровнях интенсивности образуются сравнительно широкие слабонеоднородные каналы с немонотонными профилями плотности и температуры электронов, принимающими минимальные значения на оси и максимальные значения — в кольцевом слое, окружающем приосевую область; с увеличением интенсивности профили плотности и температуры становятся монотонными, принимая максимальные значения на оси канала, причем до некоторого уровня интенсивности поперечный масштаб распределения температуры оказывается значительно больше соответствующего масштаба распределения плотности; при превышении этого уровня масштабы указанных распределений сближаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перечислим основные результаты, полученные в работе.

1. Разработаны основы электродинамической теории металлических антенн в однородной резонансной магнитоактивной плазме и исследованы распределение тока, входной импеданс и энергетические характеристики линейных и круговых рамочных антенн в свистовом диапазоне частот:

Получено строгое решение задачи о распределении тока вдоль линейной антенны, возбуждаемой сосредоточенной сторонней ЭДС и представляющей собой идеально проводящий цилиндр бесконечной протяженности, расположенный в однородной плазме параллельно внешнему магнитному полю. Применительно к резонансной области свистового диапазона частот установлено, что распределение тока вдоль антенны определяется собственной модой, направляемой цилиндрическим проводником, и волнами непрерывного пространственного спектра. Показано, что основной вклад в распределение тока вдоль достаточно тонкой антенны дает собственная мода. Установлено, что наличие изотропной оболочки (диэлектрического покрытия или двойного слоя) малой электрической толщины с диэлектрической проницаемостью порядка единицы вокруг цилиндрической антенны приводит к увеличению относительного вклаг да собственной моды по сравнению со случаем неизолированной антенны. Показано, что постоянная распространения собственной моды существенным образом зависит от толщины оболочки и ее диэлектрической проницаемости. Определены условия, при которых для описания распределения тока вдоль тонких линейных антенн в резонансной магнитоактивной плазме может быть использован метод длинных линий; при этом в качестве постоянной распределения тока следует брать постоянную распространения собственной моды, направляемой цилиндрическим проводом антенны. В рамках данного метода проанализировано распределение тока и предложены способы приближенного расчета входного импеданса антенн конечной длины.

Получено строгое решение задачи о распределении тока рамочной антенны, расположенной в холодной бесстолкновительной магнитоактивной плазме и представляющей собой узкую идеально проводящую ленту, свернутую в кольцо. Построенное решение, описывающее распределение тока как вдоль, так и поперек ленты, представляет собой обобщение результатов стандартной теории тонких металлических антенн на случай анизотропной плазменной среды, допускающей существование квазиэлектростатических волн. Показано, что при выполнении ряда упрощающих условий, которые фактически отвечают переходу к квазистатическому приближению и определяют границы применимости метода длинных линий, удается получить сравнительно простое выражение для распределения тока рамочной антенны. В таком приближении вычислена комплексная постоянная распределения тока антенны. Исследовано поведение входного импеданса рамочной антенны, расположенной в резонансной магнитоактивной плазме.

На основе полученных решений для распределения тока дипольных и рамочных антенн исследовано распределение излучаемой данными источниками мощности по пространственному спектру волн, возбуждаемых в магнитоактивной плазме. Показано, что в резонансных диапазонах частот магнитоактивной плазмы учет неоднородности распределения тока рамочной антенны является принципиальным, поскольку даже сравнительно малая неоднородность распределения тока приводит к существенному увеличению сопротивления излучения антенны вследствие эффективного возбуждения квазиэлектростатических волн неоднородной составляющей тока. На основании теоретического и экспериментального изучения вкладов различных участков пространственного спектра возбуждаемых волн в структуру поля рамочной антенны установлено, что покрытие антенного провода слоем диэлектрика достаточной толщины может способствовать существенному уменьшению степени неоднородности распределения тока антенны.

2. Изучены особенности каналированного распространения волн свистового диапазона в дактах плотности в магнитоактивной плазме:

Показано, что ориентированный вдоль внешнего магнитного поля и окруженный однородной фоновой плазменной средой цилиндрический дакт с повышенной плотностью плазмы, имеющий радиус, сравнимый с характерной длиной свистовой волны, может направлять в резонансной области свистового диапазона частот собственные и несобственные слабовытекающие моды; при этом утечка несобственных мод в окружающую плазму тем меньше, чем больше отношения гирочастоты электронов к круговой частоте поля и плотности плазмы внутри дакта к плотности фоновой плазмы. Установлено, что основной модой такого дакта является слабовытекающая несимметричная мода с азимутальным индексом т = 1, которая существует при любых значениях радиуса дакта и перепада плотности в нем.

Показано, что цилиндрический дакт с немонотонным («двугорбым») распределением плотности может направлять в свистовом диапазоне частот объемные моды двух типов: собственные моды конической рефракции, поддерживаемые приосевой областью с пониженной плотностью плазмы, и несобственные вистлеровские моды, поддерживаемые окружающим приосевую область кольцевым слоем с повышенной плотностью. Продемонстрировано, что теоретически изученные особенности канат лированного распространения волн свистового диапазона в дактах плотности удовлетворительным образом согласуются с результатами соответствующего экспериментального исследования.

3. Установлено, что наличие сравнительно малых диссипативных потерь в плазме, обусловленных электронными соударениями, может приводить к существенному изменению дисперсионных характеристик и структуры полей мод свистового диапазона, направляемых дактами с повышенной плотностью плазмы. При этом моды разделяются на слабозатухающие с преимущественно крупномасштабной (вистлеровской) структурой поля и постоянными затухания, определяемыми отношением эффективной частоты соударений к гирочастоте электронов, и сильнозатухающие, у которых в структуре полей преобладает мелкомасштабная (квазиэлектростатическая) составляющая, а постоянные затухания определяются отношением частоты соударений к круговой частоте поля.

4. Получено строгое решение задачи об излучении заданных электрических и магнитных токов при наличии цилиндрического плазменного канала (дакта плотности), окруженного однородной фоновой плазмой и ориентированного вдоль внешнего магнитного поля. Решение представлено в двух эквивалентных формах, а именно, в виде разложения в интеграл Фурье по продольному волновому числу и в виде разложения по системе собственных волн канала со смешанным (дискретно-непрерывным) спектром. Показано, что коэффициенты возбуждения собственных волн как дискретной, так и непрерывной частей пространственного спектра, а также коэффициенты возбуждения несобственных (вытекающих) мод, выделяемых из непрерывного спектра, могут быть рассчитаны методом, основанным на использовании леммы Лоренца и обобщающим известную теорию возбуждения экранированных волноводов и открытых волноводов в изотропной среде, на случай открытых направляющих систем с гиротропным заполнением, находящихся в фоновой гиротропной среде.

5. На основе полученного строгого решения задачи о возбуждении дакта плотности заданными токами изучены распределения полей и энергетические характеристики электромагнитных источников в магнитоактив-ной плазме при наличии плазменных каналов:

Исследована структура поля рамочной антенны, расположенной в дак-те с повышенной плотностью плазмы. Установлено, что в свистовом диапазоне частот распределение поля внутри дакта и в непосредственной его окрестности как в случае бесстолкновительной плазмы, так и при наличии достаточно малых столкновительных потерь в значительной степени определяется интерференцией несобственных слабовытекающих мод, поддерживаемых дактом. Показано, что распределение полного поля в дакте с увеличением расстояния от источника переходит в распределение, отвечающее вытекающей моде с наименьшей постоянной затухания. Исследована структура поля излучения заданных источников в дальней зоне при наличии дакта плотности. Проанализирована роль несобственных слабовытекающих мод, направляемых дактом с повышенной плотностью плазмы, в формировании диаграммы направленности источников. Получено хорошее согласие результатов теоретического исследования распределений полей источников при наличии дакта плотности в магнитоактивной плазме с данными соответствующих модельных лабораторных экспериментов.

Определены условия, при выполнении которых наличие сравнительно небольших столкновительных потерь в плазменной среде приводит к существенному изменению эффективности возбуждения заданными источниками мод свистового диапазона, поддерживаемых дактом с повышенной плотностью плазмы. Установлено, что при возникновении разделения мод таких дактов на слабо- и сильнозатухающие коэффициент возбуждения отдельной слабозатухающей моды увеличивается, а коэффициент возбуждения отдельной сильнозатухающей моды уменьшается по сравнению со случаем бесстолкновительной плазмы. В результате имеет место селекция мод по эффективности возбуждения, проявляющаяся в том, что амплитуды слабозатухающих мод значительно превышают амплитуды сильнозатухающих мод.

Установлено, что наличие дакта с повышенной плотностью плазмы приводит в свистовом диапазоне частот к заметному увеличению полной мощности излучения заданных кольцевых электрических и магнитных токов по сравнению со случаем их размещения в однородной фоновой плазме. При этом основная часть мощности излучения электрического тока и довольно значительная часть мощности излучения магнитного тока идут в слабовытекающие моды, поддерживаемые дактом.

Исследовано черенковское излучение заданного модулированного электронного пучка, инжектируемого вдоль оси цилиндрического дакта плотности в магнитоактивной плазме. Получено и проанализировано выражение для средней мощности, теряемой пучком на частоте модуляции. Показано, что при черенковском резонансе пучка с одной из слабовыте-кающих свистовых мод дакта с повышенной плотностью плазмы возможно заметное увеличение мощности, теряемой пучком на частоте модуляции, по сравнению со случаем инжекции пучка в однородную фоновую плазму.

6. Разработан подход, позволяющий исследовать характеристики излучения плазменно-волноводной антенной системы ОНЧ диапазона («плазменной антенны»), представляющей собой вытянутую вдоль внешнего магнитного поля цилиндрическую плазменную неоднородность, запи-тываемую кольцевым электрическим током, плотность плазмы в которой медленно спадет к фоновому значению с удалением от источника. Изучены основные факторы, влияющие на полную мощность излучения такой системы и распределение излучаемой ею мощности по пространственному спектру волн, возбуждаемых в плазме ионосферного типа. Установлено, что полная мощность излучения рассмотренной плазменно-волноводной антенной системы определяется (в случае достаточно протяженного плазменного образования) локальными значениями параметров плазмы в непосредственной окрестности источника, тогда как результирующее распределение мощности по пространственному спектру существенно зависит от интегральных свойств плазменного образования в целом. Показана принципиальная возможность использования подобных плазменных антенн для повышения как полной излучаемой мощности, так и мощности, идущей в длинноволновую часть пространственного спектра возбуждаемых в ионосферной плазме свистовых волн.

7. Исследованы особенности нелинейного формирования дактов с повышенной плотностью при нагреве электронов замагниченной плазмы ближними полями электромагнитных источников:

Изучено теоретически термодиффузионное формирование дактов с повышенной плотностью в приосевой области при нагреве электронов плазмы ближним полем рамочной антенны.

Предложена теоретическая модель, позволяющая исследовать стационарную структуру вытянутой вдоль внешнего магнитного поля плазменной неоднородности, возникающей при дополнительной ионизации фоновой замагниченной плазмы ближним полем источника магнитного типа, в условиях, когда характерные пространственные масштабы распределения плотности плазмы существенно превышают размеры области нагрева. Изучены основные характеристики стационарной плазменной неоднородности при заданных параметрах источника и фоновой плазмы. Показано, что источник магнитного типа, помещенный в замагниченную плазму, может поддерживать сильно вытянутую вдоль внешнего магнитного поля неоднородность, плотность плазмы в которой существенно превышает фоновое значение. Установлено, что в условиях нижней ионосферы при использовании излучателя, частота которого лежит в свистовом диапазоне, возможно поддержание неоднородностей с плотностью, более чем на порядок превышающей фоновое значение, при величинах тока источника /д, достижимых в условиях активных ионосферных экспериментов (Ц < 100 А).

8. Изучено ионизационное самовоздействие свистовых волн, заключающееся в формировании дактов с повышенной плотностью в столкновитель-ной магнитоактивной плазме вследствие ее дополнительной ионизации полем распространяющейся волны. На основе решения укороченных уравнений для поля совместно с уравнениями баланса плотности и энергии электронов получены самосогласованные распределения поля и плазмы, отвечающие стационарному ионизационному самоканалированию вис-тлеров. Исследованы изменения распределений температуры электронов и плотности плазмы в дакте в зависимости от интенсивности формирующих его волновых полей.

В заключение автор выражает глубокую благодарность В. И. Таланову за стимулирующую поддержку данной работы. Автор пользуется случаем, чтобы отметить то большое значение, которое имели для него полезные обсуждения затронутых в диссертации вопросов с Г. А. Марковым, И. Г. Кондратьевым, В. Б. Гильденбургом, В.П.Докучаевым, В. В.Тамойкиным

В. Ю. Трахтенгерцем, Ю. В. Чугуновым.

Кроме того, автор искренне признателен всем своим соавторам, в особенности Т. М. Заборонковой и А. В. Кострову, за сотрудничество и поддержку, а также Е. В. Юрасовой за помощь в оформлении работы.

1. Пахольчик А. Г. Радиоастрофизика. М.:Мир, 1973. 252 с.

2. Данжи Дж. Космическая электродинамика. М.: Госатомиздат, 1961. 205 с.

3. Альвен Г., Фельтхаммар К. Г. Космическая электродинамика. М.:Мир, 1967. 260 с.

4. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 684 с.

5. Гинзбург B.JI. Теоретическая физика и астрофизика. М.: Наука, 1987. 488 с.

6. Железняков В. В. Радиоизлучение Солнца и планет. М.: Наука, 1964. 560 с.

7. Железняков В. В. Излучение в астрофизической плазме. М.:Янус-К, 1997. 528 с.

8. Физика магнитосферы/ Под ред. Д. Вильямса, Дж. Мида. М.:Мир, 1972. 592 с.

9. Сергеев В. А., Цыганенко Н.А. Магнитосфера Земли. М.: Наука, 1980. 174 с.

10. Ляцкий В. В., Мальцев Ю. П. Магнитосферно-ионосферное взаимодействие. М.: Наука, 1983. 192 с.

11. Кринберг И. А., Тащилин А. В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 189 с.

12. Helliwell R.A. Whistlers and related ionospheric phenomena. Stanford: Stanford University Press, 1965. 365 p.

13. Сажин С. С. Естественные радиоизлучения в магнитосфере Земли. М.: Наука, 1982. 158 с.

14. Беспалов П. А., Трахтенгерц В. Ю. Циклотронная неустойчивость радиационных поясов Земли//Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1980. Вып. 10. С. 88-163.

15. Беспалов П. А., Трахтенгерц В. Ю. Альфвеновские мазеры. Горький: ИПФ АН СССР, 1986. 189 с.

16. Лукьянов С. Ю. Горячая плазма и управляемый ядерный синтез. М.: Наука, 1975. 407 с.

17. Бракнер К., Джорна С. Управляемый лазерный синтез. М.: Атомиздат, 1977. 143 с.

18. Голант В. Е., Федоров В. И. Нижнегибридный нагрев плазмы в токама-ках // Высокочастотный нагрев плазмы: Материалы Всесоюзного совещания. Горький: ИПФ АН СССР, 1983. С. 71-104.

19. Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972. 563 с.

20. Альперт Я.Л. Волны и искусственные тела в приземной плазме. М.: Наука, 1974. 214с.

21. Гершман Б. Н., Ерухимов Л. М., Яшин Ю. Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. М.: Наука, 1984. 392 с.

22. Pulinets S. A., Benson R. F. Radio-frequency sounders in space // Review of Radio Science 1996-1999 / Ed. W. Ross Stone. New York: Oxford University Press. P. 711-733.

23. Brice N. M., Smith R. L. Whistlers: diagnostic tools in space plasma// Plasma Physics. V. 9. Methods of Experimental Physics / Ed. R. H. Lorberg, H. R. Grien. New York: Academic Press, 1971.

24. Park C. G., Carpenter D. L. VLF radio waves in the magnetosphere in Upper Atmosphere Research in Antarctica // Antarctic Research Series. V. 9 / Ed. L. J. Lanzerotti, C. G. Park. Washington: A. G. U., 1978.

25. Sazhin S., Hayakawa M., Bullough K. Whistler diagnostics of magnetospheric parameters: a review // Ann. Geophys. 1992. V. 10, No. 2. P. 293-308.

26. Kelso J. M. Radio ray propagation in the ionosphere. New York: McGraw-Hill, 1964. 408 c.

27. Budden K. G. Radio waves in the ionosphere. Cambridge: Cambridge University Press, 1966. 542 p.

28. Мальцева О. А., Молчанов О. А. Распространение низкочастотных волн в магнитосфере Земли. М.: Наука, 1987. 118 с.

29. Helliwell R.A. 40 years of whistlers //Modern Radio Science 1993/Ed. H. Matsumoto. New York: Oxford University Press, 1993. P. 189-212.

30. Гинзбург В. JI., Гуревич А. В. Нелинейные явления в плазме, находящейся в переменном электромагнитном поле // УФН. 1960. Т. 70, вып. 2. С. 201-246; вып. 3. С. 393-428.

31. Гуревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1973. 272 с.

32. Гетманцев Г. Г., Зуйков Н. А., Котик Д. С. и др. Обнаружение комбинационных частот при взаимодействии мощного коротковолнового излучения с ионосферной плазмой//Письма в ЖЭТФ. 1974. Т. 20, вып. 4. С.229-232.

33. Котик Д. С., Трахтенгерц В.Ю. О механизме возбуждения комбинационных частот в ионосферной плазме // Письма в ЖЭТФ. 1975. Т. 21, вып. 2. С. 114-118.

34. Капустин И. Н., Перцовский Р. А., Васильев А. Н. и др. Генерация излучения на комбинационных частотах в области авроральной электроструи//Письма в ЖЭТФ. 1977. Т. 25, вып. 5. С. 248-251.

35. Stubbe Р., Корка Н. Modulation of the polar electrojet by powerful HF waves //J. Geophys. Res. 1977. V.82, No. 16. P. 2319-2325.

36. Молчанов О. А. Нелинейные эффекты воздействия мощных ОНЧ-волн на магнитосферно-ионосферную плазму//Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20, № 12. С. 1763-1772.

37. Тепловые нелинейные явления в плазме / Под ред. В. Ю. Трахтенгерца. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. 220с.

38. Wong А. V., Brandt R. G. Ionospheric modification — an outdoor laboratory for plasma and atmospheric science // Radio Sci. 1990. V. 25, No. 6. P. 12511267.

39. Leyser Т. В., Bernhardt P. A., Djuth F.T. Nonlinear plasma processes studied by electromagnetic HF pumping of the ionospheric F region//Review of Radio Science 1996-1999/Ed. W.Ross Stone. New York: Oxford University Press, 1999. P. 669-685.

40. Stenzel R. L. Whistler wave propagation in a large magnetoplasma //Phys. Fluids. 1976. V. 19, No. 6. P. 857-864.

41. Stenzel R. L. Antenna radiation patterns in the whistler wave measured in a large laboratory plasma//Radio Sci. 1976. V. 11, No. 12. P. 1045-1056.

42. Марков Г. А., Попова JI. JI., Чугунов Ю. В. Моделирование нелинейного воздействия пучка плазменных волн на ионосферную плазму // Письма в ЖТФ. 1985. Т. 11, вып. 23. С. 1465-1470.

43. Егоров С. В., Костров А. В., Миронов В. А., Тронин А. В. Лабораторное моделирование ионосферной линзы, создаваемой мощным электромагнитным излучением // Физика космической и лабораторной плазмы. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. С. 145-149.

44. Koons Н.С., Pridmore-Brown D. С., McPherson D. A. Oblique resonances excited in the near field of a satellite-borne electric dipole antenna // Radio Sci. 1974. V. 9, No. 5. P. 541-545.

45. Active experiments in space. Proc. of the International Symposium in Alpbach, Austria / Ed. W. R. Burke. Noordwijk: European Space Agency, 1983. 376 p.

46. Pulinets S. A., Selegey V. V. Ionospheric plasma modification in the vicinity of a spacecraft by powerful radio pulses in topside sounding //J. Atmos. Terr. Phys. 1986. V.48, No. 2. P. 149-157.

47. James H. G., Darlington T. R., Hersom C. N., et al. Exploring space plasmas—the WISP/HF experiment//Proc. IEEE. 1987. V.75, No. 2. P. 218-235.

48. Агафонов Ю. Н., Бабаев А. П., Бажанов В. С. и др. Плазменно-волновой разряд в ионосфере Земли // Письма в ЖТФ. 1989. Т. 15, вып. 17. С. 1-5.

49. Агафонов Ю.Н., Бажанов B.C., Исякаев В.Я. и др. Стимулирование высыпания энергичных частиц плазменно-волновым разрядом в полярной ионосфере//Письма в ЖЭТФ. 1990. Т.52, вып. 10. С. 1127-1130.

50. Мареев Е. А., Чугунов Ю. В. Антенны в плазме. Нижний Новгород: ИПФ АН СССР, 1991. 232 с.

51. Chugunov Yu.V., Markov G.A. Active plasma antenna in the Earth's ionosphere// J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2001. V.63, No. 17. P. 1775-1787.

52. James H. G., Balmain K. G. Guided electromagnetic waves observed on a conducting ionospheric tether // Radio Sci. 2001. V. 36, No. 6. P. 1631-1644.

53. Dobrowolny M., Melchioni E. Electrodynamic aspects of the first tethered satellite mission //J. Geophys. Res. 1993. V.98, N0.A8. P. 13761-13778.

54. Dobrowolny M., Stone N. A technical overview of TSS-1: The first tethered satellite mission//И Nuovo Cimento. 1994. V. 17, No. 1. P. 1-12.

55. Raitt W. J. Active plasma experiments in space: steps towards a space laboratory facility//Review of Radio Science 1993-1996/Ed. W.Ross Stone. New York: Oxford University Press. P. 651-675.

56. James H. G., Sotnikov V.I., Burke W.J., Huang C.Y. OEDIPUS-C observations of electrons accelerated by radio frequency fields at whistlermode frequencies // Phys. Plasmas. 1999. V. 6, No. 10. P. 4058-4069.

57. Искусственные пучки частиц в космической плазме / Под ред. Б.Гранналя. М.: Мир, 1985. 456 с.

58. Shawhan S.D., Murphy G.B., Banks P.M., Williamson P.R., Raitt W.J. Wave emissions from dc and modulated electron beams on STS 3 // Radio Sci. 1984. V. 19, No.2. P. 471-486.

59. Farrell W.M., Gurnett D.A., Banks P.M., Bush R.I., Raitt W.J. An analysis of whistler mode radiation from the Spacelab-2 experiment//J. Geophys. Res. 1988. V.93, No.Al. P. 153-161.

60. Goerke R.T., Kellogg P.J., Monson S.J. An analysis of whistler mode radiation from a 100 mA electron beam//J. Geophys. Res. 1990. V. 95, No. A4. P. 4277-4283.

61. Neubert Т., Banks P. M. Recent results from studies of electron beam phenomena in space plasmas//Planet. Space Sci. 1992. V.40, No. 2-3. P. 153-183.

62. Lundin В., Chmyrev V., Krafft С., Matthieussent G. VLF emission produced by a rarefied electron beam during active experiments in the Earth ionosphere: Conditions of observation of the emission//J. Geophys. Res. 1994. V. 99, N0.A8. R 14987-15003.

63. Stenzel R. L. Filamentation instability of large amplitude whistler waves//Phys. Fluids. 1976. V.19, N0.6. P. 865-871.

64. Stenzel R. L. Experiments on whistler wave filamentation and VLF hiss in a laboratory plasma// Journal de Physique. 1977. V. 38, suppl. No. 12. P. C6-89-C6-102.

65. Sugai H., Maruyama M., Sato M., Takeda S. Whistler wave ducting caused by antenna actions // Phys. Fluids. 1978. V. 21, No. 4. P. 690-694.

66. Вдовиченко И.А., Марков Г.А., Миронов В.А., Сергеев A.M. Ионизационное самоканалирование вистлеров в плазме // Письма в ЖЭТФ. 1986. Т. 44, вып. 5. С. 216-219.

67. Голубятников Г. Ю., Егоров С. В., Костров А. В., Мареев Е. А., Чугу-нов Ю. В. Захват квазиэлектростатических волн в тепловой канал, образованный ближним полем магнитной антенны в замагниченной плазме//ЖЭТФ. 1989. Т. 96, вып. 6(12). С. 2009-2017.

68. Марков Г. А. Наблюдение резонансной автонастройки магнитных антенн плазмой ВЧ разряда // Физика плазмы. 1988. Т. 14, вып. 9. С. 10941098.

69. Кудрин А. В., Марков Г. А. и др. Повышенное излучение короткой вибраторной антенны через плазму ВЧ разряда со свободной границей // XVI Всесоюзная конференция по распространению радиоволн: Тез. докл. 4.1. Харьков, 1990. С. 227-230.

70. Костров А. В., Пахотин В. А., Смирнов А. И., Стародубцев М.В. Влияние замагниченной плазменной оболочки на эффективность излучения короткой антенны//Физика плазмы. 1995. Т. 21, вып. 5. С. 460-462.

71. Марков Г. А., Умнов A. JI. Влияние плазмы ВЧ разряда на излучение телеметрической антенны метеоракеты // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, № 1. С. 121-126.

72. Костров А. В., Смирнов А. И., Стародубцев М.В., Шайкин А. А. Влияние нелинейных эффектов на излучение волн свистового частотного диапазона в магнитоактивной плазме//Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67, вып. 8. С. 548-551.

73. Arbel E., Felsen L. В. Theory of radiation from sources in anisotropic media. Part II: Point source in infinite, inhomogeneous medium // Electromagnetic Theory and Antennas. Part I/Ed. E.C.Jordan. Oxford: Pergamon Press, 1963. P. 421-459.

74. Fisher R. K., Gould R. W. Resonance cones in the field pattern of a short antenna in an anisotropic plasma//Phys. Rev. Lett. 1969. V.22, No. 21. P. 1093-1095.

75. Fisher R. K., Gould R. W. Resonance cones in the field pattern of a radio frequency probe in a warm anisotropic plasma//Phys. Fluids. 1971. V. 14, No. 4. P. 857-867.

76. Андронов А. А., Чугунов Ю. В. Квазистационарные электрические поля источников в разреженной плазме//УФН. 1975. Т. 116, вып. 1. С. 79113.

77. Ерохин Н.С., Кузелев М.В., Моисеев С. С., Рухадзе А. А., Шварц-бург А. Б. Неравновесные и резонансные процессы в плазменной радиофизике. М: Наука, 1982. С. 106-129.

78. Беллюстин Н. С., Поляков С. В. О распространении низкочастотных волн в волноводе Земля-ионосфера//Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т.20, №1. С. 87-97.

79. Rycroft М. J. How to make a long antenna // Nature. 1985. V. 317, No. 6033. P. 114-115.

80. Бункин Ф.В. Об излучении в анизотропных средах//ЖЭТФ. 1957. Т. 32, вып. 2. С. 338-346.

81. Kogelnik Н. On electromagnetic radiation in magnetoionic media //J. Res. Nat. Bur. Stand. 1960. V.64D, No. 5. P. 515-523.

82. Kuehl H. H. Radiation of an electric dipole in an anisotropic cold plasma//Phys. Fluids. 1962. V.5, No.9. P. 1095-1103.

83. Mittra R., Deschamps G.A. Field solutions for a dipole in an anisotropic medium // Electromagnetic Theory and Antennas. Part I / Ed. E. C. Jordan. Oxford: Pergamon Press, 1963. P. 495-512.

84. Balmain K.G. The impedance of a short dipole antenna in a magneto-plasma//IEEE Trans. Antennas Propagat. 1964. V.AP-12, No. 5. P. 605617.

85. Казюлин А. Ф. Поле излучения в дальней зоне в однородной анизотропной среде без потерь //Радиотехника и электроника. 1964. Т. 9, вып. 10. С. 1889-1891.

86. Алексин В. Ф., Пахомов В. И., Степанов К. Н. О некоторых особенностях излучения электромагнитных волн в анизотропных средах с дисперси-ей//Изв. вузов. Радиофизика. 1965. Т.8, №6. С. 1135-1147.

87. Seshadri S.R. Radiation resistance of elementary electric-current sources in a magnetoionic medium// Proc. IEE. 1965. V. 112, No. 10. P. 1856-1868.

88. Duff G. L., Mittra R. Input impedance of small loop of uniform electric current in an anisotropic cold plasma//Electron. Lett. 1965. V. 1. P. 127128.

89. Hurd R. A. The admittance of a linear antenna in a uniaxial medium // Can. J. Phys. 1965. V. 43, No. 6. P. 2276-2308.

90. Lee S.W., Lo Y. T. Current distribution and input admittance of an infinite cylindrical antenna in anisotropic plasma // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1966. V.AP-15, No. 2. P. 244-252.

91. Galejs J. On antenna impedances in a cold plasma with a perpendicular static magnetic field // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1968. V. AP-16, No. 6. P. 728-736.

92. Чугунов Ю. В. Квазистатическая теория антенны в магнитоактивной плазме при наличии плазменного резонанса//Изв. вузов. Радиофизика. 1968. Т. 11, ДО 12. С. 1829-1838.

93. Lee S.W. Cylindrical antenna in uniaxial resonant plasmas//Radio Sci. 1969. V. 4, No. 2. P. 179-189.

94. Чугунов Ю. В. К теории тонкой металлической антенны в анизотропных средах//Изв. вузов. Радиофизика. 1969. Т. 12, ДО 6. С. 830-836.

95. Wang T.N.С., Bell Т.F. Radiation resistance of a short dipole immersed in a cold magnetoionic medium//Radio Sci. 1969. V.4, No. 2. P. 167-177.

96. Wang T. N. C., Bell T. F. On VLF radiation resistance of an electric dipole in a cold magnetoplasma//Radio Sci. 1970. V.5, No.3. P. 605-610.

97. Ishizone Т., Adachi S., Mushiake Y. Electromagnetic wave propagation along a conducting wire in a general magnetoplasma// Proc. IEEE. 1970. V. 58, No. 11. P. 1843-1844.

98. Lu H. S., Mei К. K. Cylindrical antennas in gyrotropic media// IEEE Trans. Antennas Propagat. 1974. V.AP-19, No. 9. P. 669-674.

99. Duff G. L., Mittra R. Loop impedance in magnetoplasma: theory and experiment//Radio Sci. 1970. V.5, No.l. P. 81-94.

100. Bell T. F., Wang T.N.C. Radiation resistance of a small filamentary loop antenna in a cold multicomponent magnetoplasma // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1971. V.AP-19, No.4. P.517-522.

101. Wang T.N.C., Bell T.F. VLF/ELF input impedance of an arbitrarily oriented loop antenna in a cold collisionless multicomponent magnetoplasma//IEEE Trans. Antennas Propagat. 1972. V.AP-20, No. 3. P. 394-398.

102. Wang T.N.C., Bell T.F. VLF/ELF radiation patterns of arbitrarily oriented electric and magnetic dipoles in a cold lossless multicomponent magnetoplasma//J. Geophys. Res. 1972. V.77, No. 7. P. 1174-1189.

103. Kuehl H. H. Interference structure near the resonance cone//Phys. Fluids. 1973. V. 16, No. 8. P. 1311-1320.

104. Денисов H. Г., Докучаев В. П., Тамойкин В. В. О нестационарном излучении дипольных источников в плазме с диагональным тензором диэлектрической проницаемости // Изв. вузов. Радиофизика. 1973. Т. 16, №3. С. 351-357.

105. Беллюстин Н.С., Докучаев В. П. О генерации электромагнитных волн распределенными токами в анизотропной среде // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18, №1. С. 17-26.

106. Докучаев В. П., Тамойкин В. В., Чугунов Ю.В. Излучение спиральных волн в магнитоактивной плазме распределенными источниками //Изв. вузов. Радиофизика. 1976. Т. 19, №8. С. 1121-1129.

107. Беллюстин Н.С. Об излучении волн свистового диапазона в плазме// Изв. вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21, № 1. С. 22-35.

108. Фелсен JL, Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. Т. 1, 2. М.: Мир, 1978. 1110 с.

109. Adachi S., Ishizone T., Mushiake Y. Transmission line theory of antenna impedance in magnetoplasma // Radio Sei. 1977. V. 12, No. 1. P. 23-31.

110. Акиндинов В. В., Еремин С. M., Лишин И. В. Антенны низкой частоты в магнитоактивной плазме (обзор)//Радиотехника и электроника. 1985. Т. 30, вып. 5. С. 833-850.

111. Al'pert Ya.L., Budden К. G., Moiseyev В. S., Stott G. F. Electromagnetic radiation from a dipole source in a homogeneous magnetoplasma // Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A. 1983. V.309, No. 11. P. 503-557.

112. Ohnuki S., Sawaya K., Adachi S. Impedance of a large circular loop antenna in a magnetoplasma//IEEE Trans. Antennas Propagat. 1986. V.AP-34, No. 8. P. 1024-1029.

113. Мошков A.B. Электромагнитное поле рамочной антенны, расположенной в холодной многокомпонентной магнитоактивной плазме (ионосфере)//Космические исследования. 1986. Т. 24, вып. 5. С. 735-744.

114. Волкомирская Л. Б., Горбунов С. А., Резников А. Е. Характеристики поля излучения в проекте «Активный» // Магнитосферные исследования. М., 1986. С. 72-76.

115. Мареев Е. А., Чугунов Ю. В. О возбуждении плазменного резонанса сторонним источником в магнитоактивной плазме // Изв. вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30, №8. С. 961-967.

116. Еремин С. М. Функция Грина уравнений Максвелла в анизотропной плазме // Радиотехника и электроника. 1987. Т. 32, вып. 5. С. 922-930.

117. Еремин С. М. Импеданс электрического вибратора в анизотропной плазме//Радиотехника и электроника. 1988. Т. 33, вып. 9. С. 1852-1861.

118. Голубятников Г.Ю., Егоров C.B., Костров A.B., Мареев Е. А., Чугунов Ю. В. Возбуждение электростатических и свистовых волн антенной магнитного типа//ЖЭТФ. 1988. Т. 94, вып. 4. С. 124-135.

119. Лукин Д. С., Пресняков В. Б., Савченко П. П. Расчет волновых полей ближней зоны рамочного ОНЧ-излучателя в однородной магнитоактив--ной плазме//Геомагнетизм и аэрономия. 1988. Т. 28, №2. С. 262-267.

120. Эллис В., Буксбаум С., Берс А. Волны в анизотропной плазме. М.: Атомиздат, 1966. 132 с.

121. Кондратенко А. H. Плазменные волноводы. М.: Атомиздат, 1976. 232 с.

122. Shamrai K.P., Taranov V.B. Volume and surface rf power absorption in a helicon plasma source//Plasma Sources Sei. Technol. 1996. V.5, No. 3. P. 474-491.

123. Arnush D., Chen F. F. Generalized theory of helicon waves. II. Excitation and absorption//Phys. Plasmas. 1998. V.5, No.5. P. 1239-1254.

124. Yabroff I. Computation of whistler ray paths //J. Res. Nat. Bur. Stand. 1961. V.65D, No. 5. P. 485-505.

125. Smith R. L., Helliwell R. A., Yabroff I. W. A theory of trapping of whistlers in field-aligned columns of enhanced ionization//J. Geophys. Res. 1960. V. 65, No.3. P. 815-823.

126. Adachi S. Study on the guiding mechanism of whistler radio waves //J. Res. Nat. Bur. Stand. 1965. V.69D, No. 4. P. 493-502.

127. Adachi S. Theory of duct propagation of whistler radio waves // Radio Sei. 1966. V.l, No. 4. P. 671-678.

128. Scarabucci R. R., Smith R. L. Study of magnetospheric field oriented irregularities—the mode theory of bell-shaped ducts // Radio Sei. 1971. V. 6, No. 1. P. 65-86.

129. Walker A. D. M. The propagation of very low-frequency radio waves in ducts in the magnetosphere // Proc. Roy. Soc. Lond. A. 1971. V.321, No. 1544. P. 69-93.

130. Walker A. D. M. The propagation of very low-frequency waves in ducts in the magnetosphere. II//Proc. Roy. Soc. Lond. A. 1972. V.329, No. 1577. P. 219-231.

131. Laird M. J., Nunn D. Full-wave VLF modes in a cylindrically symmetric enhancement of plasma density//Planet. Space Sei. 1975. V. 23, No. 12. P. 1649-1657.

132. Washimi H. Wave-trapping in an inhomogeneous magnetoplasma// J. Phys. Soc. Jpn. 1976. V. 41, No. 6. P. 2098-2104.

133. Карпман В. И., Кауфман Р. Н. Утечка свистовых волн из плазменных волноводов//Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33, вып. 5. С. 266-270.

134. Karpman V.I., Kaufman R.N. Whistler wave propagation in density ducts//J. Plasma Phys. 1982. V.27, Pt.2. P. 225-238.

135. Карпман В. И., Кауфман Р. Н. Об особенностях распространения свистовых волн в магнитосферных дактах в приэкваториальной области. I. Дакты с повышенной плотностью // Геомагнетизм и аэрономия. 1983. Т.23, ДОЗ. С.451-457.

136. Карпман В. И., Кауфман Р. Н. Об особенностях распространения свистовых волн в магнитосферных дактах в приэкваториальной области. II. Дакты с пониженной плотностью//Геомагнетизм и аэрономия. 1983. Т. 23, ДО 5. С. 791-796.

137. Леонович А. С., Мазур В. А., Сенаторов В. Н. Альфвеновский волновод// ЖЭТФ. 1983. Т. 85, вып. 1(7). С. 141-145.

138. Леонович А. С., Мазур В. А., Сенаторов В. Н. МГД-волноводы в неоднородной плазме // Физика плазмы. 1985. Т. 11, вып. 9. С. 1106-1115.

139. Calvert W. Wave ducting in different wave modes// J. Geophys. Res. 1995. V. 100, No. 17. P. 491-497.

140. Seshadri S. R., Yip G.L. Radiation from an electric dipole in an axially magnetised plasma column//Electron. Lett. 1966. V. 2, No. 1. P.30-33.

141. Yip G. L., Seshadri S. R. Radiation from an electric dipole in an axially magnetized plasma column —dipolar modes //Can. J. Phys. 1967. V. 45, No. 11. P. 3627-3648.

142. Миронов В. Л. К вопросу о возбуждении и дифракции электромагнитных волн в открытых волноводах с гиротропным заполнением //Труды Сибирского физ.-тех. ин-та/СФТИ. 1968. Вып. 54.

143. Маненков А. Б. Распространение волн в открытых волноводах с анизотропным диэлектриком//Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24, ДО1. С. 84-96.

144. Manenkov А. В. Irregular magneto-optical waveguides//IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1981. V.MTT-29, No. 9. P. 906-910.

145. Воробьев Н.Ф., Рухадзе А. А. О возбуждении геликона в плазменном цилиндре поверхностным источником тока // Физика плазмы. 1994. Т. 20, вып. 12. С. 1065-1068.

146. Каценеленбаум Б.З. Симметричное возбуждение бесконечного диэлектрического цилиндра//ЖТФ. 1949. Т. 19, вып. 10. С. 1168-1181.

147. Каценеленбаум Б.З. Несимметричные колебания бесконечного диэлектрического цилиндра//ЖТФ. 1949. Т. 19, вып. 10. С. 1182-1191.

148. Marcuvitz N. On field representations in terms of leaky modes or eigenmodes//IRE Trans. Antennas Propagat. 1956. V. AP-4, No. 3. P. 192194.

149. Angulo С. M., Chang W. S.C. A variational expression for the terminal admittance of a semi-infinite dielectric rod//IRE Trans. Antennas Propagat. 1959. V. AP-7, No. 3. P. 207-212.

150. Таланов В. И. К вопросу о возбуждении диэлектрических волноводов//Изв. вузов. Радиофизика. 1959. Т. 2, №6. С. 902-910.

151. Миллер М.А., Таланов В. И. Использование понятия поверхностного импеданса в теории поверхностных электромагнитных волн (обзор) //Изв. вузов. Радиофизика. 1961. Т.4, №5. С. 795-830.

152. Barlow Н.М., Brown J. Radio surface waves. Oxford: Clarendon Press, 1962.

153. Wait J. R. Electromagnetic waves in stratified media. Oxford. Pergamon Press, 1962. 372 p.

154. Вайнштейн JI. А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. М.: Советское радио, 1966. 475 с.

155. Tamir Т., Oliner A. A. The spectrum of electromagnetic waves guided by a plasma layer//Proc. IEEE. 1963. V.51, No. 2. P. 317-332.

156. Felsen L. В., Marcuvitz N. Alternative representations of source-excited vector and scalar fields //Radio Sci. 1966. V. 1, No. 6. P. 619-640.

157. Шевченко В. В. Электромагнитные волны в изотропном слоистом плазменном волноводе//Изв. вузов. Радиофизика. 1966. Т. 9, №1. С. 110— 125.

158. Шевченко В. В. Плавные переходы в открытых волноводах. Введение в теорию. М.: Наука, 1969. 192 с.

159. Шевченко В. В. О разложении полей открытых волноводов по собственным и несобственным волнам //Изв. вузов. Радиофизика. 1971. Т. 14, Л* 8. С. 1242-1249.

160. Бреховских JI. М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 344с.

161. Маркузе Д. Оптические волноводы. М.:Мир, 1974. 576с.

162. Snyder A. W., Love J.D. Optical waveguide theoiy. London: Chapman and Hall, 1983. 734p.

163. Марков Г. Т., Чаплин А. Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь, 1983. 295 с.

164. Гапонов А. В., Миллер М.А. О потенциальных ямах для заряженных частиц в высокочастотных полях // ЖЭТФ. 1958. Т. 34, вып. 2. С. 242243.

165. Питаевский JL П. Электрические силы в разреженной среде с дисперсией//ЖЭТФ. 1960. Т. 39, вып. 5. С. 1450-1458.

166. Власов С. Н., Таланов В. И. Самофокусировка волн. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1997. 220 с.

167. Литвак А. Г. Динамические нелинейные электромагнитные явления в плазме // Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1980. Вып. 10. С. 164242.

168. Karpman V. I., Kaufman R. N. The self-focusing of whistler waves // Physica Scripta. 1982. V.T2:1. P.252-261.

169. Karpman V. I., Kaufman R. N., Shagalov A. G. Axially symmetric self-focusing of whistler waves // J. Plasma Phys. 1984. V. 31, Pt. 2. P. 209-223.

170. Карпман В. И., Шагалов А. Г. Самофокусировка и двумерный коллапс вистлеров//ЖЭТФ. 1984. Т.87, вып. 2(8). С.422-432.

171. Карпман В. И. Ближняя зона антенны в магнитоактивной плазме// ЖЭТФ. 1984. Т.89, вып. 1(7). С.71-84.

172. Карпман В. И. Резонансные конуса кольцевых антенн в замагниченной плазме // Физика плазмы. 1986. Т. 12, вып. 7. С. 836-844.

173. Егоров С. В., Костров А. В., Тронин А. В. Термодиффузия и вихревые токи в замагниченной плазме//Письма в ЖЭТФ. 1988. Т. 47, вып. 2. С. 86-89.

174. Голубятников Г.Ю., Егоров C.B., Костров A.B., Миронов В.А., Чугу-нов Ю.В. Исследование пространственной динамики нагрева и термодиффузии плазмы // Физика плазмы. 1988. Т. 14, вып. 4. С. 482-486.

175. Рожанский В. А., Цендин JI. Д. Столкновительный перенос в частично-ионизованной плазме. М.: Атомиздат, 1988. 248 с.

176. Воскобойников С. П., Гурвич И.Ю., Рожанский В. А. Неодномерная термодиффузия в магнитном поле // Физика плазмы. 1989. Т. 15, вып. 7. С. 828-837.

177. Мареев Е.А., Чугунов Ю.В. Ионизационное и тепловое самовоздействие поля источника в замагниченной плазме // Физика плазмы. 1990. Т. 16, вып. 9. С. 1119-1126.

178. Курина JI.E. Об особенностях неодномерной термодиффузии искусственных плазменных неоднородностей при локальном нагреве ионосферной плазмы // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, Л* 2. С. 212-221.

179. Курина JI.E. О термодиффузионных эффектах при нагреве электронов замагниченной плазмы полем высокочастотного электромагнитного источника//Физика плазмы. 1998. Т. 24, вып. 9. С. 937-941.

180. Марков Г.А., Миронов В.А., Сергеев A.M. О самоканализации плазменных волн в магнитном поле // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 29, вып. 11. С. 672-676.

181. Марков Г.А., Миронов В.А., Сергеев A.M., Соколова И.А. Многопучковая самоканализация плазменных волн //ЖЭТФ. 1981. Т. 80, вып. 6. С.2264-2271.

182. Голубятников Г.Ю., Егоров С. В., Еремин Б. Г., Литвак А. Г., Стриков-ский A.B., Толкачева О.Н., Чугунов Ю.В. Нижнегибридный пробой газа в поле витка с током в плазменной ловушке // ЖЭТФ. 1995. Т. 107, вып. 2. С. 441-449.

183. Boswell R. W., Chen F. F. Helicons — The early years // IEEE Trans. Plasma Sei. 1997. V. 25. No. 6. P. 1229-1244.

184. Chen F.F., Boswell R.W. Helicons—The past decade//IEEE Trans. Plasma Sei. 1997. V.25. No. 6. P. 1245-1257.

185. Kondrat'ev I.G., Kudrin A. V., Zaboronkova T. M. Electrodynamics of density ducts in magnetized plasmas. Amsterdam: Gordon and Breach Science Publishers, 1999. 288 p.

186. Кудрин А. В., Марков Г. А. О дисперсионных и согласующих свойствах неоднородных плазменных волноводов // Изв. вузов. Радиофизика. 1991. Т. 34, ДО 2. С. 163-172.

187. Кудрин А. В., Марков Г. А., Трахтенгерц В.Ю., Чугунов Ю. В. Эффекты вторичного излучения при воздействии на ионосферу интенсивным электромагнитным пучком//Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31, ДО 2. С. 334-340.

188. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Об излучении волн свистового диапазона в магнитоактивной плазме. I // Изв. вузов. Радиофизика. 1991. Т. 34, ДО 9. С. 990-1000.

189. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Об излучении волн свистового диапазона в магнитоактивной плазме. II // Изв. вузов. Радиофизика. 1992. Т. 35, ДО 8. С. 631-640.

190. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т. М. Radiation of whistler waves in magnetoactive plasma//Radio Sci. 1992. V. 27, No. 2. P. 315-324.

191. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Тихонов С. В., Тронин А. В., Шайкин А. А. Каналирование волн свистового диапазона в неоднородных плазменных структурах//ЖЭТФ. 1992. Т. 102, вып.4(10). С. 1151-1166.

192. Заборонкова Т. М., Кудрин А. В., Марков Г. А. Волны свистового диапазона, направляемые каналами с повышенной плотностью плазмы //Физика плазмы. 1993. Т. 19, вып.6. С. 76&-780.

193. Заборонкова Т. M., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. О диаграмме направленности излучения кольцевых электрических токов в магнитоактивной плазме в свистовом диапазоне // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38, вып. 8. С. 1451-1460.

194. Заборонкова Т.М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение заданных токов в магнитоактивной плазме при наличии цилиндрического плазменного канала: Препринт НИРФИ Xе 375. Нижний Новгород, 1993. 68 с.

195. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение волн свистового диапазона в магнитоактивной плазменной среде при наличии дактов плотности // Изв. вузов. Радиофизика. 1994. Т. 37, № 7. С. 887908.

196. Kondrat'ev I. G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т. M. Application of self-consistent VLF plasma antennas in the near earth space //Turkish Journal of Physics. 1994. V. 18, No. 11. P. 1248-1253.

197. Заборонкова Т.M., Костров A.B., Кудрин A.B., Смирнов А. И., Шай-кин A.A. Структура электромагнитных полей рамочных излучателей в магнитоактивной плазме в свистовом диапазоне частот // Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, №2. С. 192-202.

198. Заборонкова Т.М., Кондратьев И. Г., Кудрин A.B. Об излучении плазменно-волноводных антенных систем ОНЧ диапазона в ионосферных условиях//Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, №2. С. 210-225.

199. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Wave propagation along nonuniform anisotropic open waveguides // Day on Diffraction'96: Abstracts. St. Petersburg, 1996. P. 14.

200. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Excitation and propagation of electromagnetic waves in nonuniform density ducts // Physica Scripta. 1996. V. 54, Pt. 1. P. 96-112.

201. Kudrin A.V., Kondrat'ev I.G., Zaboronkova T.M. Theory of wave propagation along nonuniform channels in magnetized plasmas//XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 30.

202. Kudrin A. V., Kondrat'ev I.G., Zaboronkova Т. M. Wave emissions from a VLF plasma-waveguide antenna system in the ionospheric conditions // XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. R420.

203. Kudrin A. V., Kurina L. E., Popova L. L., Zaboronkova Т. M. Channeling of whistler waves in strong artificial enhancements of plasma density // XXVth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Lille, 1996. P. 498.

204. Kondrat'ev I.G., Kudrin A.V., Zaboronkova Т. М. Effect of plasma fi-lamentation on radiation from loop antennas in magnetized plasmas // Proc. of the JINA International Symposium on Antennas. Nice, 1996. P. 328-331.

205. Кудрин А. В., Курина JI.E., Марков Г. А. Каналирование и ионизационное самовоздействие свистовых волн в столкновительной замагничен-ной плазме //Проблемы фундаментальной физики: Тез. докл. Саратов, 1996. Р. 98-99.

206. Заборонкова Т. М., Кудрин А. В., Петров Е. Ю. О распределении тока в рамочной антенне, расположенной в холодной анизотропной плазме: Препринт НИРФИ №430. Нижний Новгород, 1996. 17 с.

207. Заборонкова Т. М., Кондратьев И. Г., Кудрин А. В. Излучение кольцевых источников диапазона очень низких частот в магнитоактивнойплазменной среде при наличии цилиндрического плазменного канала//Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42, вып. 1. С. 43-50.

208. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров E. Ю. К теории кольцевой антенны в магнитоактивной плазме//Научная конференция по радиофизике, посвященная 95-летию со дня рождения М. Т. Греховой: Тез. докл. Нижний Новгород: ННГУ, 1997. С. 11.

209. Kudrin A. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova Т. M. Electrodynamical characteristics of a loop antenna in a resonant magnetoplasma // Plasma in Space. Third Volga International Summer School on Space Plasma Physics: Abstracts. Nizhniy Novgorod, 1997. P. 30.

210. Kudrin A.V., Petrov E.Yu., Zaboronkova T.M. The theory of a strip loop antenna in a resonant magnetoplasma//Day on Diffraction'97 / Ed. V. S. Buldyrev et al. St. Petersburg: St. Petersburg University, 1997. P. 195204.

211. Кудрин А. В., Курина Л.Е., Марков Г. А. Ионизационное самокана-лирование свистовых волн в столкновительной замагниченной плазме //ЖЭТФ. 1997. Т. 112, вып. 4(10). С. 1285-1298.

212. Kondrat'ev I. G., Kudrin А. V., Zaboronkova Т. М. The use of near-antenna artificial density ducts for increasing the power of VLF radiation in space plasma//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. V.59, No. 18. P. 2475-2488.

213. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров Е.Ю. К теории рамочной антенны в анизотропной плазме //Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, №3. С. 358-373.

214. Kudrin А. V., Petrov Е. Yu., Zaboronkova Т. М. The theory of a circular loop antenna in a resonant magnetoplasma // Proc. of the URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. V. 1. Thessaloniki, 1998. P. 426428.

215. Заборонкова Т. M., Костров А. В., Кудрин А. В., Шайкин А. А. Канали-рование вистлеров в дактах с повышенной плотностью в магнитоактив-ной плазме//Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, №3. С. 384-394.

216. Kudrin А. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova Т. M. VLF current distribution on a cylindrical antenna in a resonant magnetoplasma // Vth International Suzdal URSI Symposium on the Modification of Ionosphere: Abstracts. Moscow, 1998. P. 81.

217. Kostrov A. V., Kudrin A.V., Kurina L. E., Luchinin G.A., Shaikin A. A., Zaboronkova Т. M. Whistler wave ducting along density enhancements caused by heating of electrons in a laboratory plasma // ECA. 1998. V. 22C. P. 82-85.

218. Kudrin A. V., Kurina L. E., Markov G. A. Ionization self-ducting of high intensity whistler waves in a collisional magnetoplasma//ECA. 1998. V. 22C. P. 2382-2385.

219. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В. Возбуждение и распространение несимметричных волн ОНЧ диапазона в неоднородных цилиндрических дактах плотности//XIX Всероссийская конференция «Распространение радиоволн»: Тез. докл. Казань, 1999. С.353-354.

220. Kudrin A. V., Petrov E. Yu., Zaboronkova Т. M. Excitation of guided modes on a perfectly conducting cylinder in an anisotropic medium // XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 42.

221. Petrov E. Yu., Kudrin A. V., Zaboronkova Т. M. An analysis of the current distribution on narrow strips in an anisotropic medium // XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 95.

222. Petrov E. Yu., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Radiation of VLF waves by a dipole source moving through a cold collisionless magnetoplasma // XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI): Abstracts. Toronto, 1999. P. 531.

223. Заборонкова Т. M., Кудрин А. В., Петров E. Ю. О распределении тока вдоль цилиндрической антенны в магнитоактивной плазме в диапазоне очень низких частот // Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42, JV® 8. С. 750764.

224. Kudrin A. V., Kurina L.E., Petrov E. Yu. Near-antenna density channels in a magnetoplasma: Ionization formation and ducting properties in the lower-hybrid band // ECA. 1999. V.23J. P. 1813-1816.

225. Kostrov A. V., Kudrin A.V., Kurina L.E., Luchinin G.A., Shaykin A. A., Zaboronkova Т. M. Whistlers in thermally generated ducts with enhanced plasma density: Excitation and propagation // Physica Scripta. 2000. V. 62, Pt.l. P. 51-65.

226. Kudrin A.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova Т.M. Wave emission from an open-ended cylindrical channel in an anisotropic plasma//Day on Diffraction'2000: Abstracts. St. Petersburg, 2000. P. 76.

227. Kudrin A. V., Kurina L. E., Zaboronkova Т. M. Weakly attenuated whistler waves in collisional enhancements of plasma density // 27th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics: Abstracts. Budapest, 2000. P. 356.

228. Kudrin A. V., Petrov E.Yu., Zaboronkova T. M. Current distribution and input impedance of a loop antenna in a cold magnetoplasma// J. Electromagn. Waves Appl. 2001. V. 15, No.3. P. 345-378.

229. Кудрин А. В., Курина Л. Е., Петров Е. Ю. Ионизационное формирование плазменной неоднородности ближним полем источника магнитного типа в замагниченной плазме//ЖЭТФ. 2001. Т. 119, вып. 6. С. 11181128.

230. Кудрин А. В., Лях M. Ю. Возбуждение цилиндрического дакта плотности заданными источниками в свистовом диапазоне частот // Труды XII Всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн. Т. 2. М.: МФТИ, 2001. С. 401-402.

231. Kudrin A. V., Petrov E. Yu., Zaboronkova Т. M. Current distribution on a perfectly conducting insulated cylinder in a gyrotropic medium//Day on Diffraction'2001 / Ed. I. V. Andronov. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2001. P. 302-310.

232. Kudrin A.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova Т.M. Wave emission from an open-ended cylindrical channel in a cold magnetoplasma//IEEE Trans. Antennas Propagat. 2001. V. 49, No. 12. P. 1645-1648.

233. Kudrin A.V., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M., Krafft C. Whistler wave emission from a modulated electron beam injected in a cylindrical duct with enhanced plasma density //Phys. Plasmas. 2002. V.9, No. 4. P. 1401-1411.

234. Lyakh M.Yu., Krafft C., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Effect of a cylindrical density enhancement on Gerenkov radiation from a modulated electron beam in a magnetoplasma//ECA. 2002. V. 26B. P. P-2.005.

235. Lyakh M.Yu., Kudrin A.V., Kurina L.E. Source-excited whistler mode waves in collisional ducts with enhanced plasma density//Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P. 0201.

236. Petrov E.Yu., Kudrin A.V., Zaboronkova T.M. Cylindrical antenna in a resonant magnetoplasma // Proc. of the XXVIIth General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, 2002. P. 0245.

237. Заборонкова Т. М., Кудрин А. В., Лях М.Ю., Попова Л. Л. Несимметричные свистовые моды, направляемые цилиндрическими дактами с повышенной плотностью плазмы//Изв. вузов. Радиофизика. 2002. Т. 45, №10. С. 837-857.

238. Kudrin А. V., Kurina L.E., Lyakh M.Yu., Zaboronkova T.M. Guided modes on a cylindrical channel in a collisional anisotropic plasma // Day on Diffraction'2002 / Ed. I. V. Andronov. St. Petersburg: St. Petersburg University, 2002. P. 133-143.

239. На11ёп E. Theoretical investigations into the transmitting and receiving qualities of antennae // Nova Acta Regiae Soc. Sci. Upsaliensis. Ser. 4. 1938. V.ll, No. 4. P. 1-44.

240. Леонтович M.A., Левин M. Л. К теории возбуждения колебаний в вибраторах антенн//ЖТФ. 1944. Т. 14, вып. 9. С. 481-506.

241. Левин М.Л. О теории металлических антенн//Ученые записки Горь-ковского государственного университета. Сер. физ.-мат. Горький: ГГУ, 1950. Вып. 16. С. 233-260.

242. На11ёп Е. Properties of a long antenna //J. Appl. Phys. 1948. V. 19, No. 12. P. 1140-1147.

243. На11ёп E. Electromagnetic theory. London: Chapman and Hall, 1962. P. 444504.

244. Вайнштейн Л. А. Волны тока в тонком цилиндрическом проводнике. 1//ЖТФ. 1959. Т. 29, вып. 6. С. 673-699.

245. Вайнштейн Л. А. Волны тока в тонком цилиндрическом проводнике. II//ЖТФ. 1961. Т.31, вып. 1. С.29-50.

246. Kunz К. S. Asymptotic behavior of the current on an infinite cylindrical antenna//J. Res. Nat. Bur. Stand. 1963. V.67D, No.4. P.417-431.

247. Wu T.T. Theory of the thin circular loop antenna// J. Math. Phys. 1962. V.3, No. 6. P. 1301-1304.

248. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. M.: Связь, 1977. 440 с.

249. Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах. Т. 1,2. М.: Мир, 1984. 824 с.

250. Васильев Е. Н. Возбуждение тел вращения. М.: Радио и связь, 1987. 270 с.

251. Докучаев В. П. Новый большой параметр в интегральном уравнении теории тонких антенн // Волны и дифракция-90. Т. 1. М.: Физическое общество СССР, 1990. С. 308-311.

252. Докучаев В. П. Входной импеданс симметричного тонкого электрического вибратора в изотропной плазме//Физика плазмы. 1995. Т. 21, вып. 4. С. 339-343.

253. Balmain K.G. Antennas in plasma: characteristics as functions of frequency//Radio Sci. 1972. V.7, No. 8-9. P. 771-775.

254. Егоров С. В. Экспериментальное исследование электромагнитных полей дипольных гармонических источников и возмущений замагничен-ной плазмы: Диск. ф.-м. н./ИПФ АН СССР. Горький, 1990. 151с.

255. Galejs J. Impedance of a finite insulated cylindrical antenna in a cold plasma with a longitudinal magnetic field // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1966. V.AP-14, No. 6. P. 727-736.

256. Shkarofsky I. P. Nonlinear sheath admittance, currents, and charges associated with high peak voltage drive on a VLF/ELF dipole antenna moving in the ionosphere//Radio Sci. 1972. V.7, No.4. P.503-523.

257. Электродинамика плазмы /Под ред. А. И. Ахиезера. М.: Наука, 1974. 720 с.

258. Mushiake Y. Electromagnetic waves along an infinitely long and thin conducting wire in a magneto-ionic medium //J. Res. Nat. Bur. Stand. 1965. V.69D, No. 4. P. 503-510.

259. Seshadri S.R. Excitation of surface waves an a perfectly conducting screen covered with anisotropic plasma//IRE Trans. 1962. V.MTT-10, No. 6. P. 573-605.

260. Seshadri S. R. Guided waves on a perfectly conducting infinite cylinder in a magnetoionic medium//Proc. IEE. 1965. V. 112, No.8. P. 1497-1500.

261. Фаткуллин M.H., Зеленова Т. И., Козлов В. К., Легенька А. Д., Соболева Т. Н. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. М.: Наука, 1981. 256 с.

262. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 832 с.

263. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. Элементарные функции. М.: Наука, 1981. 800 с.

264. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука, 1983. 752 с.

265. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Т. 1. М.: Наука, 1965. 296 с.

266. Duncan R. Н. Theory of the infinite cylindrical antenna including the feedpoint singularity in antenna current//J. Res. Nat. Bur. Stand. 1962. V.66D, No. 2. P. 181-188.

267. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. M.: Наука, 1988. 512 с.

268. Ворович И. И., Александров В. М., Бабешко В. А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М.: Наука, 1974. С. 215-244.

269. Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Наука, 1977. С. 585-595.

270. Meixner J. The behavior of electromagnetic fields at edges // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1972. V. AP-20, No. 4. P. 442-446.

271. Козлов О. В. Электрический зонд в плазме М.: Атомиздат, 1969. 291с.

272. Stenzel R. L. Microwave resonator probe for localized density measurements in weakly magnetized plasmas//Rev. Sci. Instrum. 1976. V. 47, No. 5. P. 603-607.

273. Booker H.G. The application of the magneto-ionic theory to the ionosphere//Proc. Roy. Soc. Lond. A. 1935. V.150, No.A870. P. 267-286.

274. Storey L.R.0. An investigation of whistling atmospherics//Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A. 1953. V.246, No. 908. P. 113-141.

275. Wang T.N.C. ELF/VLF radiation resistance of an arbitrarily oriented finite dipole in a cold, uniform multicomponent magnetoplasma // Journal de Physique. 1971. V.32, No. 11-12. P. 877-885.

276. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1962. 1100 с.

277. Эйдман В. Я. О неустойчивости квазистатических колебаний тонкого проводника, обтекаемого плазмой // Изв. вузов. Радиофизика. 1979. Т. 22, №7. С. 781-788.

278. Barnett A., Olbert S. Radiation of plasma waves by a conducting body moving through a magnetized plasma// J. Geophys. Res. 1986. V.91, No. A9. P. 10117-10135.

279. Hastings D. E., Barnett A., Olbert S. Radiation from large space structures in low Earth orbit with induced alternating currents//J. Geophys. Res. 1988. V. 93, No. A3. P. 1945-1960.

280. Акиндинов В. В., Бухарова А. М., Лишин И. В., Сорокина Р. К. Эффективность излучения рамочной антенны низкой частоты в ионосферной плазме // Радиотехника и электроника. 1988. Т. 33, вып. 3. С. 490-494.

281. Бродский Ю. Я., Кондратьев И. Г., Миллер М.А. Электромагнитные пучки в анизотропных средах. II // Изв. вузов. Радиофизика. 1972. Т. 15, JV®4. С. 592-599.

282. Федорюк М.В. Метод перевала. М.: Наука, 1977. 368 с.

283. Моисеев Б. С. Особенности излучения электрического диполя в магни-тоактивной плазме и проблема гидирования волн в магнитосфере Земли: Дис. . к. ф.-м. н./ИЗМИРАН. М., 1985. 170с.

284. Моисеев Б. С. Об излучении в окрестности оси электрического диполя, помещенного в анизотропную среду // Магнитосферные исследования. М., 1986. С. 54-58.

285. Справочник по специальным функциям/Под ред. М.Абрамовица и И. Стиган. М.: Наука, 1979. 832 с.

286. Вайнштейн Л. А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1988. 440 с.

287. Кауфман Р. Н., Рябова Н.А. Свистовые волны в плазменных волноводах // Исследование структуры и волновых свойств околоземной плазмы. М.: ИЗМИРАН, 1980. С. 97-112.

288. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

289. Shvartsburg А. В., Stenflo L. Waveguide properties of the ionospheric F-layer//J. Electromagn. Waves Appl. 1990. V.4, No. 12. P. 1215-1221.

290. Bell Т. F., Ngo H.D. Electrostatic lower hybrid waves excited by electromagnetic whistler mode waves scattering from planar magnetic-field-aligned plasma density irregularities //J. Geophys. Res. 1990. V. 95, No. Al. R149-172.

291. Johler J. R., Harper J. Reflection and transmission of radio waves at a continuously stratified plasma with arbitrary magnetoionic induction//J. Res. Nat. Bur. Stand. 1962. V.66D, No.l. R 81-101.

292. Pitteway M.L. V. The numerical calculation of wave-fields, reflection coefficients and polarizations for long radio waves in the lower ionosphere. I//Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A. 1965. V.257, No. 2. P. 219262.

293. Pitteway M.L.V., Jespersen J.L. A numerical study of the excitation, internal reflection and limiting polarization of whistler waves in the lower ionosphere//J. Atmos. Terr. Phys. 1966. V.28, No. 1. P. 17-44.

294. Inoue Y., Horowitz S. Numerical solution of full-wave equations with mode coupling//Radio Sci. 1966. V. 1, No. 8. P. 957-970.

295. Altman C., Cory H. The generalized thin-film optical method in electromagnetic wave propagation//Radio Sci. 1969. V.4, No. 5. P. 459470.

296. Scarabucci R. R. Analytical and numerical treatment of wave propagation in the lower ionosphere: Tech. Rep. No. 3412-11. Stanford: Stanford University, 1969. 105 p.

297. Smith G.H., Pitteway M.L.V. Fortran program for obtaining wave fields of penetrating, non-penetrating and whistler modes of radio waves in the ionosphere // ELF-VLF radio wave propagation. Dordrecht-Boston, 1974. P. 69-86.

298. Nagano I., Mambo M., Nutatsuishi G. Numerical calculation of electromagnetic waves in an anisotropic multilayered medium // Radio Sci. 1975. V. 10, No. 6. P. 611-617.

299. Лаврентьев M.A., Шабат Б. В. Методы теории функций комплексного переменного. М.: Наука, 1973. 736 с.

300. Herlofson N. Plasma resonance in ionospheric irregularities // Arkiv for FVsic. 1951. V.3, No. 1-3. P. 247-296.

301. Гильденбург В. Б. О резонансных свойствах неоднородных плазменных объектов //ЖЭТФ. 1963. Т. 45, вып. 6. С.1978-1987.

302. Степанов К. Н. О влиянии плазменного резонанса на распространение поверхностных волн в неоднородной плазме // ЖТФ. 1965. Т. 35, вып. 6. С. 1002.

303. Кондратьев И. Г., Таланов В. И. Применение леммы Лоренца к расчету полей излучения заданных источников в безграничных средах // ЖТФ. 1965. Т. 35, вып. 3. С. 571-573.

304. Диагностика плазмы/Под ред. Р. Хаддлстоуна, С.Леонарда. М.: Мир, 1967. С. 17.

305. Krafft С., Thévenet P., Matthieusscnt G., Lundin В., Belmont G., Lembège В., Solomon J., Lavergnat J., Lehner T. Whistler wave emission by a modulated electron beam // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72, No. 5. P. 649652.

306. Krafft C., Matthieussent G., Thévenet P., Bresson S. Interaction of a density modulated electron beam with a magnetized plasma: Emission of whistler waves//Phys. Plasmas. 1994. V.l, No. 7. P. 2163-2171.

307. Костров А. В., Краффт К., Матьесан Ж., Стародубцев М.В., Волоки-тин А. С. Взаимодействие модулированного электронного пучка с маг-нитоактивной плазмой//Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67, вып. 6. С.378-382.

308. Starodubtsev M., Krafft С., Thévenet P., Kostrov A. Whistler wave emission by a modulated electron beam through transition radiation // Phys. Plasmas. 1999. V.6, No. 5. P.1427-1434.

309. Starodubtsev M., Krafft C. Whistler excitation by short current pulses in a magnetoplasma//Phys. Plasmas. 1999. V.6, No.6. P.2598-2606.

310. Starodubtsev M., Krafft C., Lundin В., Thévenet P. Resonant Ôerenkov emission of whistlers by a modulated electron beam //Phys. Plasmas. 1999. V.6, No.7. P.2862-2869.

311. Karpman V. I. Cerenkov radiation and the front structure of a beam injected into the ionosphere//Planet. Space Sci. 1974. V. 22, No. 12. P. 1597-1610.

312. Harker K.J., Banks P.M. Radiation from pulsed electron beams in space plasmas//Radio Sci. 1984. V. 19, No. 2. P. 454-470.

313. Нагкег К.J., Banks P.M. Radiation from long pulse train electron beams in space plasmas//Planet. Space Sci. 1985. V.33, No. 8. P. 953-963.

314. Harker K.J., Banks P.M. Near fields in the vicinity of pulsed electron beams in space //Planet. Space Sci. 1987. V. 35. No. 1. P. 11-19.

315. Lavergnat J., Lehner Т., Matthieussent G. Coherent spontaneous emission from a modulated beam injected in a magnetized plasma // Phys. Fluids. 1984. V. 27, No. 7. P. 1632-1639.

316. Volokitin A., Krafft C., Matthieussent G. Whistler waves produced by a modulated electron beam: Electromagnetic fields in the linear approach//Phys. Plasmas. 1995. V.2, No. 11. P.4297-4306.

317. Krafft C., Volokitin A., Matthieussent G. Whistler waves produced by a modulated spiraling beam: Linear approach//Phys. Plasmas. 1996. V. 3, No.3. P. 1120-1129.

318. Веллюстин H. С., Докучаев В. П., Поляков С. В., Тамойкин В. В. Возбуждение волновода Земля-ионосфера ионосферными источниками низкочастотного диапазона // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18, ДО 9. С.1323-1332.

319. Wu X.Y., Nagano I., Bao Z.T., Shimbo Т. Numerical simulation of the penetration and reflection of a whistler beam incident on the lower ionosphere at very low latitude //J. Atmos. Terr. Phys. 1996. V. 58, No. 10. P. 1143-1159.

320. Каценеленбаум В. 3. Теория нерегулярных волноводов с медленно меняющимися параметрами//М.: Изд-во АН СССР, 1961. 216 с.

321. Маделунг Э. Математический аппарат физики. М.: Наука, 1968. 620 с.

322. James J. R. Engineering approach to the design of tapered dielectric-rod and horn antennas//Radio Electron. Eng. 1972. V.42, No. 6. P. 251-259.

323. Поротников А. А., Острецов И. H., Балебанов В. M. и др. Активные эксперименты в космосе с использованием торцевого плазменного ускорителя// Космические исследования. 1981. Т. 19, вып. 2. С. 314-316.

324. Коробейников В. Г., Лебедев Н.И., Ораевский В.Н. и др. Эффекты пучково-плазменного воздействия в первых экспериментах комплексной программы «КОМБИ»: Препринт ИЗМИРАН ДО 19(773). М., 1988. 32 с.

325. Борисов Б. С., Гаркуша В. И., Корсун А. Г. и др. Космический радиофизический эксперимент «ЭПИКУР» // Научно-технический семинар «Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах»: Тез. докл. М., 1992. С. 108-110.

326. Гуревич А. В., Цедилина Е. Е. Движение и расплывание неоднородно-стей в плазме//УФН. 1967. Т. 91, вып.4. С.609-643.

327. Жилинский А. П., Цендин JI. Д. Столкновительная диффузия частично ионизованной плазмы в магнитном поле//УФН. 1980. Т. 131, вып.З. С. 343-385.

328. Cole К. D. Formation of field-aligned irregularities in the magneto-sphere//J. Atmos. Terr. Phys. 1971. V.33, No. 5. P. 741-750.

329. Park C. G., Helliwell R. A. The formation by electric field of field-aligned irregularities in magnetosphere // Radio Sci. 1971. V. 6, No. 2. P. 299-304.

330. Park C. G., Dejnakarintra M. Penetration of thundercloud electric fields into the ionosphere and magnetosphere. 1. Middle and subauroral latitudes //J. Geophys. Res. 1973. V.78, No. 28. P. 6623-6633.

331. Walker A.D.M. Formation of whistler ducts//Planet. Space Sci. 1978. V. 26, No. 4. P. 375-379.

332. Bernhardt P. A., Park C. G. Protonospheric-ionospheric modeling of VLF ducts//J. Geophys. Res. 1977. V.82, No. 32. P. 5222-5230.

333. Thomson R. J. The formation and lifetime of whistler ducts // Planet. Space Sci. 1978. V. 26, No. 5. P. 423-430.

334. Richards P. G., Cole K.D. A numerical investigation of the formation and evolution of magnetospheric irregularities by the interchange of magnetospheric flux tubes // Planet. Space Sci. 1979. V. 27, No. 12. P. 13511360.

335. Lester M., Smith A.J. Whistler duct structure and formation//Planet. Space Sci. 1980. V.28, No. 6. P. 645-654.

336. Wang S., Wang J. F., Comfort R. H. A magnetohydrodynamic model of whistler duct structure in the magnetosphere//Planet. Space Sci. 1984. V. 32, No. 2. P. 143-150.

337. Васьков В. В., Димант Я. С., Рябова H.A., Клименко В. В., Дункан J1. М. Тепловые возмущения магнитосферной плазмы при резонансном нагреве F-слоя ионосферы полем мощной радиоволны // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32. С. 140-149.

338. Нопагу F., Stoker A. J., Robinson T. R., Jones T. В., Wade N. M., Stubbe P., Kopka H. EIS CAT observations of electron temperature oscillations due to the action of high power HF radio waves //J. Atmos. Terr. Phys. 1993. V. 5. P. 1433-1442.

339. Брагинский С. И. Явление переноса в плазме // Вопросы теории плазмы. М.: Госатомиздат, 1963. Вып. 1. С. 183-273.

340. Гершман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука, 1974. 256 с.

341. Васьков В. В. Взаимодействие радиоволн KB и УКВ диапазонов с ионосферой. М.: ИЗМИРАН, 1980. С. 3-29.

342. Костров A.B., Ким A.B. Тепловая нелинейность и мелкомасштабное расслоение замагниченной плазмы с кулоновскими соударениями в высокочастотном поле // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31, X8 5. С. 555562.

343. Гильденбург В.Б., Голубев C.B. Неравновесный высокочастотный разряд в волновых полях // ЖЭТФ. 1974. Т. 67, вып. 1. С. 89-93.

344. Гильденбург В. Б., Гольцман B.JL, Семенов В. Е. Неравновесный высокочастотный разряд в квазистатических полях //Изв. вузов. Радиофизика. 1974. Т. 17, №11. С. 1718-1722.

345. Гильденбург В. Б., Семенов В. Е. Стационарные структуры неравновесного высокочастотного разряда в квазистатических полях // Физика плазмы. 1980. Т. 6, вып. 2. С. 445-452.

346. Семенов В.Е. Динамика высокочастотного разряда в волновых и квазистатических полях: Дис. . к. ф.-м. н. / ИПФ АН СССР. Горький, 1983.

347. Гильденбург В. Б., Семенов В. Е. Стационарная структура неравновесного высокочастотного разряда в полях электромагнитныхволн //Нелинейные волны. Структуры и бифуркации. М.: Наука, 1987. С.376-383.

348. Гуревич A.B. Ионизованный слой в газе (атмосфере)//УФН. 1980. Т. 132, вып. 4. С. 685-690.

349. Борисов Н.Д., Гуревич A.B. Высокочастотный пробой воздуха в пересекающихся пучках радиоволн // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. Т. 20, №5. С. 841-847.

350. Борисов Н. Д., Гельфонд О. А., Гуревич А. В. Структура ионизованного слоя в атмосфере // Физика плазмы. 1983. Т. 9, вып. 5. С. 1047-1057.

351. Месси Г., Бархоп Е. Электронные и ионные столкновения. М.: ИИЛ, 1958. 604 с.

352. Литвак А. Г. К вопросу о самофокусировке волн в анизотропных средах//Изв. вузов. Радиофизика. 1966. Т. 9, №3. С.62&-631.

353. Литвак А. Г. Волновые пучки конечной амплитуды в магнитоактивной плазме//ЖЭТФ. 1969. Т. 57, вып. 2(8). С. 629-636.

354. Кингсеп A.C., Чукбар К.В., Яньков В.В. Электронная магнитная гидродинамика//Вопросы теории плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1987. С.209-249.

355. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1992. 664 с.

356. Mayhan J.Т., Fante R. L., O'Keefe R. et al. Comparison of various microwave breakdown prediction models//J. Appl. Phys. 1971. V. 42, No. 13. P. 5362-5369.

357. Лупан Ю. А. Об одной возможности уточнения результатов элементарной теории ВЧ разряда в воздухе //ЖТФ. 1976. Т. 46, вып. 11. С. 23212326.

358. Янкаускас 3. К. Самофокусировка гауссовых геликонных пучков в намагниченной плазме твердого тела//Письма в ЖЭТФ. 1984. Т. 39, вып. 5. С. 189-190.