快磁声波是内磁层中常见的一种电磁波动,由于其常被束缚在磁赤道附近,所以又被称为赤道噪声。磁声波的频率介于质子回旋频率和低混杂共振频率之间,在等离子体层顶内外均有出现。磁声波可以由质子环分布提供自由能局地激发。此外,磁声波在辐射带粒子演化的过程中起着尤为重要的作用,通过波粒相互作用,磁声波能有效地加热辐射带种子电子以及散射环电流质子。本文主要以内磁层中的磁声波为研究对象,通过卫星观测、准线性理论计算、计算机数值模拟相结合对磁声波的空间分布、激发条件以及演化过程分别进行了系统性的研究。其主要结论如下:1.揭示了驱动磁声波不稳定性的质子环的全球分布特性基于范阿伦A（RBSP-A）卫星从2012年10月到2015年8月观测到的粒子数据,我们研究驱动磁声波不稳定性的质子环的全球分布。为了获得局地激发磁声波的分布特性,我们首先对磁声波激发源（质子环分布）的全球分布特性进行了研究。统计结果表明,无论在等离子体层顶内部还是外部,质子环主要出现在日侧扇区且3<L<6。结合粒子分布统计和线性增长率的定量计算,结果表明在等离子体层顶外的日侧扇区可以局地激发较强的磁声波,而在等离子体层顶内的昏侧扇区也可以局地激发低谐磁声波。在低背景等离子体密度区域,当质子环速度Vr与局地阿尔芬速度VA的比值Vr/VA介于1和2之间时,无论是在等离子体层顶的外部还是内部,低谐磁声波都可以被局地激发,而在等离子体层顶外,即使Vr/VA<1时,高谐磁声波也能够被局地激发。2.探究了低混杂共振频率附近的窄带磁声波的有利激发条件质子环的统计结果表明,磁声波频率会随Vr/VA的增大而减小。如果当Vr/VA足够小时,将会在低混杂共振频率(f LHR)附近激发窄带磁声波。为了探究这种窄带磁声波的有利激发条件,我们利用RBSP-A卫星2013年1月1日至2015年12月31日的观测,将同时观测到质子环分布以及高频窄带磁声波的所有事件挑选出来。统计结果发现这些窄带磁声波频率主要分布在以0.7 f LHR为中心频率带宽为0.2 f LHR的频段内。根据能量粒子的同步观测表明,环速度与阿尔芬速度的比值Vr/VA主要落在（0.8,1）范围内。对于这些高频窄带磁声波的空间分布而言,不同于以往关于磁声波的统计结果,窄带磁声波主要分布在等离子体层顶外的日侧以及昏侧扇区,与0.8<Vr/VA<1的空间分布相对应。结合观测到的窄带磁声波特性以及线性增长率的参数分析计算,我们在理论上证实窄带磁声波激发最有利的条件是0.8<Vr/VA<1。3.验证了磁声波的激发频率受Vr/VA的比值调制基于一维粒子模拟,我们验证了磁声波的激发频率会受到Vr/VA比值的调制,磁声波的频率会随着Vr/VA比值的增大而减小。换言之,当Vr/VA的比值足够大时,只激发一次谐波的磁声波,当Vr/VA的比值足够小时,将会激发低混杂共振频率附近的窄带磁声波。4.发现了质子“双环”分布的形成机制为理解质子环演化与磁声波激发之间的联系,我们用一维粒子模拟设置了初始质子环分布,并研究了磁声波的激发过程,结合线性理论分析,我们发现,初始质子环分布激发的高频磁声波将大部分环质子散射到较低的能量,导致最大质子相空间密度对应的环速度增加。这些质子具有较高的环速度,能激发较低频率的磁声波。而且,新激发的低频磁声波会散射高能质子形成新的环状分布,从而与初始的质子环形成“双环”分布结构。新的环形分布具有更高的环速度,可以为更低次谐波的激发提供额外的自由能。然而,其他质子分布对这些谐波的抑制作用远大于新质子环产生的增长,因此在模拟结果中更低次谐波不能被激发。我们的模拟结果揭示了质子环分布的详细演化过程及其对磁声波激发的影响,从而揭示了磁声波与质子环分布之间的相互作用。