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利用中波信号测量法测试雷电电磁脉冲LEMP屏蔽效能的基础理论
来源:远华伟业 | 作者:futuruwa | 发布时间 :2022-08-18 | 234 次浏览: | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
本文介绍了利用中波信号测量法测试雷电电磁脉冲屏蔽效能的基础理论,该理论有助于理解在测量中波信号时,不同时间段,不同建筑物对信号强度的影响,从而更好的开展屏蔽效能的测试。

1 无线电发射原理

      由发射机输出的高频电流,通过天线辐射出去的电磁波,它在空间中某处的电磁场强度称为场强。它可以是电场分量或磁场分量的强度,常用它的电场强度分量来表示。对于自由空间的辐射场,远离发射天线自由空间中的电磁波可认为是个平面波,它的电场与磁场分量互相垂直,且各自的能量相等。两者的场强值是相等的。电场或磁场的测量取决于夭线类型的选择。在无线电测量中常用它的电场强度分量来表示测量结果,简称场强。

电场与磁场之间的关系为:

E=Z0H

式中,E为电场强度,单位为V/m;

H为磁场强度,单位为A/m;

Z0 为自由空间波阻抗,Z0= 120πΩ≈377欧姆。

 

2 什么是中波信号

中波是指频率为300kHz~3MHz的无线电波

频段范围:526.5kHz~1606.5kHz

发射带宽:9kHz

中波靠地面波和天空波两种方式进行传播。在传播过程中,地面波和天空波同时存在,有时会给接收造成困难,故传输距离不会很远,一般为几百公里。主要用作近距离本地无线电广播、海上通信,无线电导航及飞机上的通信等。

 

3 中波广播传输特点

中波广播传输形式为沿地表传播的地波和经电离层反射的天波。白天中波主要以地波传输为主,天波被电离层吸收;夜间除以地波形式传输外,还有较强的天波传输,天波被电离层反射,可达到较远地区,会对其他地区中波广播覆盖造成影响。


4 影响中波信号强度的因素及注意事项

影响因素根据测试依据,对我台场强收测结果进行分析,比较各频率、各方向场强覆盖情况及可听度等级,结合场强覆盖图,可得出以下结论:地势平坦的地方,场强衰减较慢;高楼大厦密集区,覆盖效果较差;理论上,中波天线是全向的,各个方向辐射效果一样,但由于地波传播效果与地导系数相关,受地表结构、质、湿度、温度、降水情况影响,各传播方向上山峰、建筑物等阻挡情况也不同,导致各方向的实际覆盖效果不同,覆盖范围呈不规则形状;

白天中波信号主要通过地波传播,相同功率下,频率低的信号波长较长,绕射能力更强,能沿地表传播距离更远,场强覆盖半径更大;发射功率较小的情况下,信号频率高低对覆盖半径影响较小;因中波频谱资源有限,专用频道仅120个,各地区会存在同频或临频电台,由于夜间有较强的天波传输,其他较远地区台站中波信号也可能通过电离层反射对本地中波广播造成干扰,因此,各频率夜间所测得底噪明显大于白天测量值;白天中波广播主要以地波传播为主,底噪较小,收听效果较好,且稳定性更佳,夜间中波广播因受天波干扰较大,底噪较大,相同地点可听度等级有所降低。

综上所述,中波广播白天传输效果比夜间好,传输距离受信号频率、发射功率、地形。


5 利用中波法测量时高层建筑物对信号的影响

通过仿真模拟分析结果表明:中波途经建筑物时会因为电磁波的反射、折射等原因发生畸变,电磁辐射强度远高于周围空间;

建筑物周边空间的电场强度随高度的增加而增加,在楼顶处场强突然变大,达到峰值,再往上场强迅速减小,正对发射塔的楼面电场强度高于背面,对于有棱角的建筑,棱角处的电场强度高于其他部位;

电场强度畸变与建筑物的高度有关,建筑物越高,畸变电场强度越大;

电场强度畸变与建筑物和中波发射塔的距离有关,电场强度畸变随着距离增加迅速减小,而且随距离增加,畸变变化趋势减缓;

电场强度畸变与建筑物形状有关,越不规则的建筑,电场强度畸变越大,同一建筑中,突出的棱角处畸变电场强度大于平滑的地方。

实际测量结果也表明电磁波途经建筑物时电磁辐射强度远高于周围空间,正对着中波发射塔的楼面电场强度高于背面,棱角处的场强高于建筑物其他地方,仿真模拟结果与实测结果相吻合。

 


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