Coupling between super-powerful nanosecond-duration radio pulses and the atmosphere and lower ionospheric plasma
Abstract
The results of numerical simulations of disturbances in the electron density and temperature arising in the atmosphere and lower ionospheric plasma from nanosecond duration radio pulses of varying super-powers are presented. An electric breakdown of the atmosphere is shown to occur when the pulse energy P 0.3 – 1 GW at the frequency f 10 GHz or when P 1 – 30 GW at f 1 GHz. In order to optimize the process of the breakdown, this power must be increased tens of times. It has been demonstrated that the electron density in the 30–60 km altitude range can be increased by 12 orders of magnitude. An increase in the electron temperature attains a factor of 10 – 100. The pulse durations and powers necessary for producing artificial ionized layers have been estimated.
Downloads
References
Гуревич А. В. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере / А. В. Гуревич, А. Б. Шварцбург. – М.: Наука, 1973. – 272 с.
Gurevich A. V. Nonlinear Phenomena in the Ionosphere / A. V. Gurevich. – New York, Heildelberg, Berlin: Springer. – Verlag, 1978. – 465 p.
Черногор Л. Ф. Физика мощного радиоизлучения в геокосмосе: монография / Л. Ф. Черногор. – Х.: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2014. – 544 с.
Гуревич А. В. Нелинейные явления в ионосфере / А. В. Гуревич // УФН. – 2007. – Т. 177, № 11. – С. 1145–1177.
Черногор Л. Ф. Возмущение ионосферы мощным непрерывным проходящим радиоизлучением: результаты численного моделирования / Л. Ф. Черногор, Ю. Б. Милованов // Радиофизика и радиоастрономия. – 2015. – Т. 20, №1. – С.48–63.
Черногор Л. Ф. Амплитудное самовоздействие мощных непрерывных проходящих радиоволн в ионосфере: результаты численного моделирования / Л. Ф. Черногор, Ю. Б. Милованов // Радиофизика и радиоастрономия. – 2015. – Т. 20, №2. – С.122–132.
Гуревич А. В. Исследование нелинейных явлений при распространении мощного радиоимпульса в нижних слоях ионосферы / А. В. Гуревич, И. С. Шлюгер // Изв. вузов. Радиофизика. – 1975. – Т. 43, № 9. – С. 1237–1260.
Брюнелли Б. Е. Физика ионосферы / Б. Е. Брюнелли, А. В. Намгаладзе. – М.: Наука, 1988. – 528 с.
Schunk R. W., Nagy A. F. Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry / R. W. Schunk, A. F. Nagy / Cambridge University Press, 2000. – 554 p.
Борисов Н. Б. Искусственная ионизированная область в атмосфере / Н. Б. Борисов, А. В. Гуревич, Г. М. Милих. – М.: ИЗМИРАН, 1985. – 184 с.
