並列タイトル等Theoretical Estimation and Observation of the Wave Field Intensity on the Ground Radiated by an Electron Beam Antenna in the Ionosphere
タイトル（掲載誌）平成2(1990)年度 科学研究費補助金 一般研究(C) 研究成果報告書 = 1990 Fiscal Year Final Research Report
一般注記本研究は2ヶ年にわたり、次のような研究課題を設定し研究を実施した。(1)プラズマ中の電子ビ-ムアンテナによる電磁波放射の特性(2)放射された電波の地上への伝搬(3)スペ-スシャットルによる電子ビ-ム放射実験(SEPAC)に伴う地上観測のための準備の各ステップで行なわれた。(1)に関しては、主に文献調査を行い、次の事が調べられた。変調電子ビ-ムによる電磁波放射の研究はあまりなく、その詳細については明らかではないが、定性的には、その放射効率は、ビ-ム近傍プラズマ媒質のLHR周波数で最大になり、電磁波のエネルギ-は磁界と垂直方向に放射する。項目(2)を取り扱うため、電子ビ-ムアンテナをダイボ-ルアンテナに近似出来るものとし、先ず自由空間中にダイボ-ルアンテナが存在する場合の電離層中の電磁界を計算する方法を開発し、次にダイボ-ルアンテナが電離層中にある時の大地上の電磁界を求める計算機コ-ドを開発した。これによりSEPAC実験での電子ビ-ム放射パラメ-タ値を用いて、大地上のVLF波強度を推定したところ、周波数5kHzで、直径200kmの円形内で、5μV/m〜10μV/mが計算された。項目(3)では、地上観測に備えて、移動可能な小型ル-プアンテナ(ル-プ面積1m^2)を製作し、LHR(約5kHz)周波数付近でノイズレベルを測定した。商用周波数の高調波の間隙の周波数では、そのノイズレベルは0.1μV/mで、そして最大値は3μV/mであった。以上の結果を総合すると、予定されているスペ-スシャットルから放射される変調電子ビ-ムによる、大地上でのVLF波の観測は可能であると考えられる。
It has been reported recently that an electron beam modulated at VLF frequencies operates with high efficiency as a VLF transmitter in the ionosphere. The Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) of Japan is planning a project known as Space Experiments with Particle Accelerations (SEPAC) on the US Space Shuttle in the near future. As one of many scientific experiments in SEPAC, VLF wave observations will be carried out on the ground to determine the efficiency of the electron beam antenna. The electron beam is emitted along Earth's magnetic field lines from space shuttle.This research project was to support the modulated electron beam experiments from the theoretical and observational View points listed below :(1) Calculation of the wave intensity on the ground using a horizontally stratified model of the ionosphere and assuming the electron beam is effectively a dipole transmitter of VLF waves.(2) Observation on the ground of the noise level at frequencies up to 10 kHz to determine the detection threshold of VLF waves emitted from the electron beam.The results are : The electromagnetic wave field intensities on the ground are estimated theoretically to be 3uV/m to 10 uV/m in a circular region with a radius of 200 km, under the assumptions that the beam current is 10 mA, the beam length is 100 km and the beam is modulated at a frequency of 5 kHz. On the other hand, the noise level at the frequency of 5 kHz was observed using a small loop antenna located on the ground. The intensity of the noise was in the range of 0.1uV/m to 3 uV/m. Therefore, it seems plausible that VLF waves can be detected during a SEPAC-like experiment.Ten papers related to this research project will be published in term of the project.
研究課題/領域番号:01540349, 研究期間(年度):1989-1990
出典：「電子ビーム放射による地上の電磁界強度の予測と観測」研究成果報告書 課題番号01540349(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=43052&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=50019775
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01540349/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-01540349/015403491990kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）