● 摘要
电网中的高次谐波会以电磁波的方式辐射到电离层和磁层中，对它们的状态产生扰动，这种现象称为电力线谐波辐射（PLHR）。作为空间环境的一种人为污染源，电力线谐波辐射的地基观测、天基探测、实验模拟、形成机理、扰动效应等在国外颇受关注，但国内相关的专门研究还很少。本文针对PLHR现象开展了以下工作：
（1）利用电磁场与电磁波理论提出一种能够求解平面分层各向异性介质模型中电磁场的全波求解方法。利用麦克斯韦方程组和傅里叶变换得到介质模型中电磁场满足的系统矩阵方程。在波数域中求解方程得到电场强度和磁感应强度的表达式，最后通过傅里叶反变换，得到空间域中的电磁场。由于求解过程中不含有指数增大的项，所以该全波求解方法是数值稳定的，不会发生数值溢出问题。
（2）利用全波求解方法求解多种模型，并与模型的现有解析解和DEMETER卫星探测数据进行了对比分析，结果表明：这种方法是稳定可靠的。
（3）利用全波求解方法研究了频率、大地电导率、电离层粒子密度、地磁场大小和方向等参数分别对PLHR在均匀不分层电离层和水平分层电离层中传播的影响。研究结果表明：在其他同等条件下，高次谐波产生的辐射更易于透射入电离层；大地电导率小的地区发生的PLHR辐射功率更大；白天和夜晚的PLHR特征不同；PLHR在电离层中沿地磁场方向传播。
本文所取得的结果对于深入认识PLHR现象及其形成机理具有重要意义。