Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 59, № 12 (2017)

Article

Effect of the Ionospheric Parameter Variations at Altitudes of 80–350 km on Diurnal Dynamics of the ULF Magnetic Field Spectra at Midlatitudes

Ermakova E., Kotik D., Pershin A., Pilipenko V., Shiokawa K.

Аннотация

We study the causes of sporadic and long-term variations in the polarization spectrum of the ultralow-frequency (ULF) magnetic background noise at midlatitudes. Data records of low-frequency horizontal magnetic components at the Novaya Zhizn midlatitude observatory of the Radiophysical Research Institute (56°N, 45.74°E) and the Japanese station Moshiri (44.37°N, 142.27°E) were used. Ionosonde data from the sites located in Russia (Vasilsursk station) and in Japan (Wakkanai station) were also analyzed. The effect of the sporadic Es layers on the frequency spectrum of noise polarization was detected. It is shown that the appearance of quite intense sporadic Es layers with the cutoff frequencies f0Es > 3–5 MHz can significantly alter the polarization spectrum parameters, which is due to variations in the optical depth and Q factor of the sub-ionospheric Alfvén resonator (sub-IAR) formed by the valley between the E and F regions. Numerical simulation of the polarization parameters of the background noise using the IRI-2012 model corrected by the ionosonde data confirmed that the Es layer about 5 km thick, with the cutoff frequencies f0Es > 3–5 MHz, may lead to a sharp decrease in the boundary frequency fb between the frequency ranges of the left- and right-hand polarized noise, or even to a complete disappearance of the sub-IAR manifestation in the polarization parameter spectrum. Numerical calculations have also revealed the impact of the altitude position of the Es layer on the Q factor of the sub-IAR. The effect of variations in the altitude and cutoff frequency of the F-layer maximum, as well as the electron density at the altitudes of the E layer and the valley, on the features of the diurnal dynamics of the ULF noise polarization spectra is discussed.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):947-961
pages 947-961 views

Self-Consistent Model of a Night Sprite

Evtushenko A., Kuterin F.

Аннотация

We propose a radially symmetric self-consistent model of a sprite at altitudes of 60 to 90 km in the region with a radius of 60 km. The perturbations of the densities of ions, electrons, and neutral particles, as well as the photon-emission intensities at the mesospheric altitudes are analyzed with respect to the sprite under night-time conditions. Because of the fast electric-field displacement in the upper part of the diffuse region of the sprite at altitudes of 78 to 81 km, radiation at the discharge axis stops earlier than that in the outer region, i.e., the toroidal structures of the electric field and the sprite radiation are observed. At altitudes of 83 to 87 km, the electrondensity decrease related to the increasing role of the dissociative attachment to molecular oxygen occurs, which significantly decreases conductivity at these altitudes.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):962-971
pages 962-971 views

On Features of the Generation of Artificial Ionospheric Irregularities with Transverse Scales of 50–200 m

Bolotin I., Frolov V., Akchurin A., Zykov E.

Аннотация

We consider the features of generation of artificial ionospheric irregularities with transverse (to the geomagnetic field) scales l ≈ 50–200 m in the ionosphere modified by high-power HF radio waves. It was found that there are at least two mechanisms for generation of these irregularities in the ionospheric F region. The first mechanism is related to the resonant interaction between radio waves and the ionospheric plasma, while the second one takes place even in the absence of the resonant interaction. Different polarization of the high-power radiation was used to separate the mechanisms in the measurements.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):972-981
pages 972-981 views

The Theory of Laser Bathymetry Using the Effect of Multiple Reflection of a Light Pulse from the Seafloor

Weber V., Dolin L.

Аннотация

This work deals with the problem of using lidar for measuring the extremely small depths at which the difference between the times of arrival of the echo signals from the sea surface and the seafloor becomes smaller than the sounding-pulse duration. To solve this problem, we propose to use the effect of multiple reflection of light from the seafloor, which leads to the appearance of additional echo signals with delay times exceeding the time of the double light-pulse transmission through the water layer. It is shown that the doubly reflected signal can actually be used for decreasing the minimum measured sea depth by a factor of about 2.5 with unchanged sounding-pulse duration.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):982-990
pages 982-990 views

Dynamics of a Self-Consistent Magnetic Field and Diffusive Scattering of Ions in a Plasma with Strong Thermal Anisotropy

Borodachev L., Garasev M., Kolomiets D., Kocharovsky V., Martyanov V., Nechaev A.

Аннотация

We numerically simulate the nonlinear phase of the Weibel instability of a two-component plasma with strong thermal anisotropy and comparable energies of the electron and ion fractions. Spatiotemporal dynamics of the current filaments and the magnetic field created by the electrons or ions is analyzed. It is found that the magnetic field resulting from the electron instability leads to the scattering of ions, decreasing the degree of their momentum distribution anisotropy and suppressing the development of the ion instability. It is shown that the long-term maintenance and evolution of a large-scale quasi-stationary magnetic field are due to the ion currents which are induced by the decaying magnetic field and start to dominate the electrons with time. The possibility of the considered scenario of the Weibel instability in a nonequilibrium laser-produced plasma is discussed.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):991-999
pages 991-999 views

Theory of a Circular Loop Antenna Located on the Surface of a Dielectric Column in a Magnetoplasma

Zaboronkova T., Zaitseva A., Kudrin A., Mukhina O.

Аннотация

We study the electrodynamic characteristics of a circular loop antenna located on the surface of a dielectric column in a homogeneous magnetoplasma. The antenna has the form of an infinitesimally thin, perfectly conducting narrow strip coiled into a ring and is excited by a monochromatic given voltage. Singular integral equations for azimuthal harmonics of the antenna current are obtained in the case where the dielectric column is aligned with an external magnetic field. Based on the solution of these equations, the current distribution and input impedance of the antenna are found and analyzed. It is shown that in the resonant frequency ranges of a magnetoplasma, these characteristics admit a simplified analytical description, which corresponds to the transmission line theory with a complex current-distribution constant.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):1000-1016
pages 1000-1016 views

Application of Modified Bragg Structures in High-Power Submillimeter Cyclotron Autoresonance Masers

Ginzburg N., Zaslavsky V., Malkin A., Peskov N., Sergeev A.

Аннотация

We perform theoretical analysis and numerical simulation of cyclotron autoresonance masers, in which we propose using electrodynamic systems in the form of hybrid two-mirror cavities based on modified and conventional Bragg reflectors. It is shown that a stable regime of narrow-band generation with a multimegawatt power level can be achieved at a frequency of about 300 GHz in the described scheme of a generator based on a near-axis, moderately relativistic electron beam with an accelerating voltage of 500 kV and a current of 10 A, where the transverse size (diameter) of the interaction space is about 5 wavelengths and the guiding magnetic field is about 5 T.

Radiophysics and Quantum Electronics. 2017;59(12):1017-1025
pages 1017-1025 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».