特高壓輸電線路線塔對(duì)電磁波的衰減效應(yīng)試驗(yàn)研究

1、特高壓輸電線路線塔對(duì)電磁波的衰減效應(yīng)試驗(yàn)研究作者：陳京平 劉建平 田軍生來(lái)源：現(xiàn)代電子技術(shù)2008年第15期摘 要：利用“電磁縮尺比”法進(jìn)行了1 000 kV級(jí)特高壓架空送電線塔對(duì)米波雷達(dá)頻段電磁波能量的衰減效應(yīng)試驗(yàn)，目的是為了評(píng)價(jià)特高壓輸電線塔障礙物對(duì)雷達(dá)的無(wú)源干擾影響。試驗(yàn)選擇在郊區(qū)開闊場(chǎng)地進(jìn)行，結(jié)論表明：特高壓輸電線塔等地面設(shè)施對(duì)試驗(yàn)頻段內(nèi)的電磁波的衰減量在一定距離上大部分情況下都超過(guò)了3 dB，塔線與發(fā)射天線之間的距離在超過(guò)一定程度后，衰減量的變化漸趨于平緩。該結(jié)論在確定雷達(dá)對(duì)特高壓架空輸電線的防護(hù)間距時(shí)具有借鑒和參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：特高壓輸電線；雷達(dá)；電磁波；衰減；縮尺比中圖分類號(hào)：T

2、N973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004373X(20081514603Test Study on the Attenuation Effects of Electromagnetic Wave Caused byUHV Overhead Transmission Lines and towersCHEN Jingping,LIU Jianping,TIAN Junsheng(Radar Institute,Air Force Equipment Academy,Beijing,100085,ChinaAbstract：The"Electromagnetic Scale-redu

3、ced"method is used to analyze the attenuation effects of the electromagnetic wave which is caused by the 1 000 kV UHV overhead transmission lines and towers.The test is carried out in an open area in order to improve the veracity of the data.The results show that the most attenuation values of

4、the received signal are above 3 dB and after the distance between the lines with the towers and the transmission antenna has gone to a definite level,the value would trend to change little.The results are valuable when it comes to define the defence distance of radar to the UHV overhead transmission

5、 lines and towers.Keywords：UHV transmission lines;radar;electromagnetic wave;attenuation;scale-reduced 布置在雷達(dá)周圍的高壓架空送電線塔等地面設(shè)施會(huì)對(duì)雷達(dá)的探測(cè)性能產(chǎn)生影響。在一定距離條件下，塔線等障礙物對(duì)雷達(dá)天線發(fā)射的直射波和反射波都有可能產(chǎn)生遮蔽損耗。即使在有效反射面(菲涅爾區(qū) 最遠(yuǎn)點(diǎn)外某一距離上，也有可能使地面反射波受到遮蔽，使雷達(dá)低仰角的探測(cè)性能受到較大影響或?qū)臻g某點(diǎn)地面反射波和直射波的向量和產(chǎn)生影響，這就要求高壓架空送電線在架設(shè)時(shí)要考慮雷達(dá)與它的防護(hù)間距問(wèn)題。為了評(píng)估1 000 k

6、V級(jí)特高壓架空送電線塔線等地面設(shè)施對(duì)雷達(dá)的遮蔽影響，需要進(jìn)行其對(duì)雷達(dá)電磁波能量的衰減效應(yīng)試驗(yàn)。理想的情況下，試驗(yàn)應(yīng)在實(shí)際線路上進(jìn)行，在輸電線的兩側(cè)分別進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射和接收，測(cè)得塔線存在和不存在兩種情況下的接收信號(hào)變化情況，從而確定塔線對(duì)電磁波的遮蔽損耗。但考慮到雷達(dá)天線一般架設(shè)較低而輸電線塔高度較高、尺寸較大，這就要求對(duì)應(yīng)的接收天線架設(shè)很高，實(shí)際中難以操作和實(shí)施，因此，決定采用“電磁縮尺比”法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。1 “縮尺比法”原理目標(biāo)對(duì)電磁波的作用如反射、繞射、透射、衍射等綜合電磁效應(yīng)主要取決于目標(biāo)的幾何尺寸和波長(zhǎng)的比例關(guān)系，例如：當(dāng)波長(zhǎng)與目標(biāo)的尺寸可以相比時(shí)就會(huì)發(fā)生繞射、衍射等現(xiàn)象。因此，對(duì)于不同

7、的目標(biāo)尺寸和波長(zhǎng)的組合，比例關(guān)系相同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的特性是相同的。如設(shè)目標(biāo)和模型的尺寸、波長(zhǎng)分別為為的目標(biāo)在波長(zhǎng)為和，滿足在波長(zhǎng)為。這時(shí)，尺寸時(shí)的電磁效應(yīng)相同。因時(shí)的電磁效應(yīng)與尺寸為此，當(dāng)目標(biāo)實(shí)物的尺寸過(guò)大、無(wú)法或難以進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可依據(jù)此原理建立同比例縮小的 “縮尺比”模型來(lái)替代目標(biāo)實(shí)物進(jìn)行試驗(yàn)，得到的結(jié)果將是一致的。“縮尺比”法的理論基礎(chǔ)是麥克斯韋方程，見(jiàn)式(1。 =0(1式中，E 和H 分別表示實(shí)物空間的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度；和為周圍媒質(zhì)的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)；表示實(shí)物的電導(dǎo)率；引入空間坐標(biāo)和時(shí)間變量x,y,z,t ，所有變量均采用標(biāo)準(zhǔn)單位制。將上述變量加下標(biāo)1 表示模型變量，則同理有：(4。 可以看出式(6和式(1具有相同的表示形式，說(shuō)明模型。故e=h，代入式(5中式(7說(shuō)明要使模型與實(shí)物在各自場(chǎng)中的表現(xiàn)效應(yīng)相同，則當(dāng)目標(biāo)令：則式(4 由麥克斯韋方程的線性及式(3關(guān)系，式(1可變?yōu)槭娇蛇M(jìn)一步變?yōu)椋?可得到：和實(shí)物對(duì)各自場(chǎng)的效應(yīng)相同。對(duì)于遠(yuǎn)