[发明专利]基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法

说明书

本发明公开了一种基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法，其中，该方法包括：通过基于电网架构的电磁辐射发射系统产生预设范围的电磁波；电磁波传至辐射带，与辐射带特定能级的高能电子发生波粒回旋共振；高能电子与电磁波发生回旋共振作用后，投掷角小于由磁壳层数确定的赤道损失锥角时，将沉降到大气层中。由此，不需要重新建设发射系统，只需要对原电网架构进行改进，进入辐射带的2～5kHz电磁波能使与其发生谐振的高能电子沉降到大气层中，且nT量级的2～5kHz电磁波尚不会对地面系统产生不可忽视的影响。

技术领域

本发明涉及电磁波技术领域，特别涉及一种基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法。

背景技术

近地空间辐射带内的高能电子作为“卫星杀手”，可能导致民用和军用通讯系统、天气预报系统、卫星成像系统，以及用于科学研究的一些太空设施瘫痪，甚至危及宇航员的健康和生命。不仅如此，它们还会通过地磁感应电流影响地面电网及输油管道等系统的正常运行。如何控制辐射带高能电子的运动，使其从辐射带沉降到大气层中，从而改善辐射带的电磁环境，是需要解决的问题。

目前国外控制辐射带高能电子运动的思路主要是通过极低频/甚低频哨声波沿地磁场传播进入磁层，在磁层与辐射带高能电子发生波粒回旋共振作用，使辐射带高能电子发生沉降。产生极低频/甚低频哨声波的方法主要有两种：第一种方法，利用卫星在空中直接产生功率在几千瓦、频率在几千赫兹的极低频/甚低频哨声波；第二种方法，通过人造地面大功率高频发射台站系统，如Arecibo、HIPAS、Jicamarca、HAARP、NWC等，发射电波，加热电离层，使其电导率张量发生变化，从而诱导产生极低频/甚低频的振荡电流，进而产生相应的电磁波，即通过加热调制电离层产生极低频/甚低频哨声波。

第一种方法的缺点是可实施性差，目前国外仍停留在设想阶段；第二种方法的缺点是需要建设大功率发射台站系统，要消耗大量人力和物力资源，而且大功率辐射波从地球表面传入电离层和磁层的过程中，还可能对近地空间及地球表面产生其他负面效应，如烧毁臭氧层，诱发地震、海啸、暴雨、山洪、山崩等各种自然灾害，影响人体健康等。根据已公开的资料显示，我国在该领域的研究主要是相关理论研究，以及利用公开的卫星探测数据研究国外发射台站导致的电离层加热调制现象。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法，该方法不需要重新建设发射系统，就可以将辐射带高能电子沉降到大气层中。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法，包括：

通过基于电网架构的电磁辐射发射系统产生预设范围的电磁波；

电磁波传至辐射带，与辐射带特定能级的高能电子发生波粒回旋共振；

高能电子与电磁波发生回旋共振作用后，投掷角小于由磁壳层数确定的赤道损失锥角时，将沉降到大气层中。

本发明实施例的基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法，不需要重新建设发射系统，只需要对原电网架构进行改进；进入辐射带的2～5kHz电磁波能使与其发生谐振的高能电子沉降到大气层中，且低于nT量级的2～5kHz电磁波尚不会对地面系统产生不可忽视的影响。

另外，根据本发明上述实施例的基于电网架构的辐射带高能电子沉降方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，电磁波预设范围为2～5kHz。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电磁辐射发射系统产生的电流为mA量级，频率为2～5kHz，在周围1m处产生的磁感应强度低于nT量级，输电线长度至少25km。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电磁波与辐射带高能电子发生波粒回旋共振的条件为：