ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАРЯДА В МОДЕЛЬНОМ ИСТОЧНИКЕ КВАЗИЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ СВИСТОВЫХ ВОЛН НА ЭФФЕКТИВНУЮ ДЛИНУ КОРОТКОЙ ПРИЁМНОЙ АНТЕННЫ

摘要

Данная работа является продолжением статьи [1], в которой на основе теории антенн в плазме было показано, что эффективная длина l_(eff) приёмной дипольной антенны может быть значительно больше её геометрической длины при приёме квазиэлектростатических хоровых излучений, распространяющихся вблизи резонансного конуса. Для упрощения расчёта l_(eff) было предложено использовать модельный («эффективный») источник таких излучений, т. к. учёт всех свойств истинного источника, определяемых нелинейными процессами взаимодействия волн и заряженных частиц в протяжённой области пространства, привёл бы к неоправданно громоздким вычислениям. В данной работе проанализирована зависимость эффективной длины приёмной антенны, размещённой на космическом аппарате, от параметров пространственного распределения заряда в модельном источнике квазиэлектростатических хоровых излучений. Установлено, что длина уменьшается по степенному закону (с показателем -1/2) с увеличением расстояния вдоль резонансного конуса групповой скорости от модельного источника до приёмной антенны. Эта зависимость справедлива вплоть до расстояния, на котором эффективная длина становится порядка геометрической. При больших расстояниях поле излучения теряет резонансный характер из-за возбуждения электромагнитной (квазипродольной) волны. Показано, что в условиях магнитосферы Земли используемое приближение может оставаться справедливым вплоть до расстояний порядка длины геомагнитной силовой линии, что подтверждает важность обсуждаемого эффекта для корректной интерпретации данных электрических волновых измерений в свистовом диапазоне частот. Также показано, что длина l_(eff) изменяется не более чем на 10 % при изменении характерного масштаба спектра распределения заряда вдоль модельного источника в пределах Δ ~ (0,1 ÷ 1,0) k_(obs), где волновое число k_(obs) соответствует наблюдаемому спектральному максимуму излучения на данной частоте.