本發(fā)明涉及電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)，具體為一種應(yīng)用于氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著氣象雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣象雷達(dá)站在氣象預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境復(fù)雜多變，其長期監(jiān)測(cè)成為確保雷達(dá)正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，可利用如申請(qǐng)?zhí)枮閏n202310316237.x的一種應(yīng)用于氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

2、目前現(xiàn)有的氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)方法可能只針對(duì)幾個(gè)頻段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而忽略了氣象雷達(dá)站所處電磁環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，導(dǎo)致電磁環(huán)境評(píng)估結(jié)果存在偏差，并且現(xiàn)有方法可能缺乏精確的分析形式，使得電磁輻射功率密度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算存在誤差，進(jìn)而影響對(duì)雷達(dá)性能的準(zhǔn)確評(píng)估，以及現(xiàn)有的方法可能缺乏綜合考慮多個(gè)因素，比如距離和發(fā)射功率等因素，從而可能無法全面和準(zhǔn)確地反映電磁環(huán)境對(duì)氣象雷達(dá)站的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)方法，解決了上述背景技術(shù)中所提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、步驟?。和ㄟ^數(shù)據(jù)收集模塊采集氣象雷達(dá)站的雷達(dá)天線尺寸、雷達(dá)工作數(shù)據(jù)和雷達(dá)發(fā)射信息數(shù)據(jù)；

4、步驟ⅱ：將雷達(dá)天線尺寸、雷達(dá)工作數(shù)據(jù)和雷達(dá)發(fā)射信息數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)管理模塊中，數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和按照監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和時(shí)間維度進(jìn)行整理，輸出雷達(dá)天線直徑ddb、雷達(dá)工作波長da和雷達(dá)發(fā)射功率ddp；

5、步驟ⅲ：將雷達(dá)天線直徑ddb、雷達(dá)工作波長da和雷達(dá)發(fā)射功率ddp輸入至分析處理模塊中，分析處理模塊輸出近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離dda、電磁輻射功率密度ppq和電磁環(huán)境影響指數(shù)epw；

6、步驟ⅳ：將近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離dda、電磁輻射功率密度ppq和電磁環(huán)境影響指數(shù)epw輸入至評(píng)估分析模塊中，評(píng)估分析模塊對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以評(píng)估電磁環(huán)境對(duì)氣象雷達(dá)站的影響程度，并根據(jù)分析結(jié)果編制電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)報(bào)告，然后按照預(yù)定的監(jiān)測(cè)周期，持續(xù)進(jìn)行電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)，以及實(shí)時(shí)更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并重新進(jìn)行計(jì)算和分析。

7、可選的，所述分析處理模塊包括：距離分析子模塊、輻射功率子模塊和電磁環(huán)境影響子模塊。

8、可選的，所述距離分析子模塊的計(jì)算公式如下：

9、；

10、其中：

11、dda指代近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離、ddb指代雷達(dá)天線直徑、da指代雷達(dá)工作波長、ddp指代雷達(dá)發(fā)射功率、ddg指代天線增益值，表示天線對(duì)信號(hào)的放大能力；

12、指代雷達(dá)天線尺寸、工作波長、發(fā)射功率和天線增益對(duì)dda的綜合影響；

13、指代發(fā)射功率和天線增益的相對(duì)影響，功率越大增益越高，電磁波傳播得越遠(yuǎn)；

14、指代通過引入自然對(duì)數(shù)函數(shù)，用于描述發(fā)射功率與天線增益比值對(duì)dda的額外影響；

15、指代天線尺寸和工作波長相關(guān)影響關(guān)系，用于調(diào)整對(duì)數(shù)項(xiàng)的影響程度；

16、所述距離分析子模塊的處理過程如下：將雷達(dá)天線直徑ddb、雷達(dá)工作波長da和雷達(dá)發(fā)射功率ddp輸入至距離分析子模塊，距離分析子模塊輸出近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離dda。

17、可選的，所述輻射功率子模塊的計(jì)算公式如下：

18、；

19、其中：

20、ppq指代電磁輻射功率密度、ppr指代測(cè)量位置與雷達(dá)天線的距離；

21、指代基礎(chǔ)電磁輻射功率密度值，考慮了發(fā)射功率、天線增益、天線尺寸和距離對(duì)功率密度的影響；

22、指代功率和增益的綜合影響程度值；

23、指代周期性函數(shù)，用于描述電磁波在天線附近由于衍射和干涉效應(yīng)產(chǎn)生的波動(dòng)；

24、所述輻射功率子模塊的處理過程如下：將雷達(dá)天線直徑ddb、雷達(dá)發(fā)射功率ddp、指代天線增益值ddg和雷達(dá)工作波長da輸入至輻射功率子模塊中，并基于測(cè)量位置與雷達(dá)天線的距離ppr輸出電磁輻射功率密度ppq。

25、可選的，所述電磁環(huán)境影響子模塊的計(jì)算公式如下：

26、；

27、其中：

28、epw指代電磁環(huán)境影響指數(shù)、ppqi指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位處的電磁輻射功率密度、ewi指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的權(quán)重系數(shù)、ddgi指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的天線增益值、ddpi指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的發(fā)射功率、ppri指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與雷達(dá)天線的距離、ddai指代第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離、n指代所有的雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)、i指代雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的索引；

29、指代每個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)電磁環(huán)境影響的貢獻(xiàn)；

30、指代天線增益與發(fā)射功率的相對(duì)影響程度值；

31、指代調(diào)整項(xiàng)，用于強(qiáng)調(diào)距離dda較近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)電磁環(huán)境影響的重要性；

32、這部分指代歸一化因子，用于確保電磁環(huán)境影響指數(shù)epw的值在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，考慮了所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的權(quán)重系數(shù)和天線增益與發(fā)射功率的相對(duì)影響；

33、所述電磁環(huán)境影響子模塊的處理過程如下：將第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位處的電磁輻射功率密度ppqi、第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的天線增益值ddgi、第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的發(fā)射功率ddpi、第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與雷達(dá)天線的距離ppri和第i個(gè)雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離ddai輸入至電磁環(huán)境影響子模塊中，電磁環(huán)境影響子模塊輸出電磁環(huán)境影響指數(shù)epw。

34、可選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊使用電磁輻射監(jiān)測(cè)儀測(cè)量雷達(dá)發(fā)射和周圍環(huán)境中的電磁輻射強(qiáng)度，以及在氣象雷達(dá)站周圍設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，以全面覆蓋雷達(dá)的發(fā)射和接收范圍，并且每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)對(duì)應(yīng)安裝電磁輻射監(jiān)測(cè)儀，并連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

35、可選的，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，用于實(shí)時(shí)采集和記錄電磁輻射數(shù)據(jù)。

36、可選的，所述數(shù)據(jù)整理模塊通過數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，以去除異常值和無效數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，以確保數(shù)據(jù)符合后續(xù)的計(jì)算和分析。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

38、一、本發(fā)明通過距離分析子模塊輸出近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離dda，通過引入雷達(dá)天線直徑、工作波長、發(fā)射功率和天線增益可精確計(jì)算近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離，對(duì)于氣象雷達(dá)站來說較為重要，因準(zhǔn)確界定近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)可優(yōu)化雷達(dá)天線的布局和設(shè)計(jì)減少近場(chǎng)區(qū)的干擾提高遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的探測(cè)精度以及穩(wěn)定性，同時(shí)精確近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離計(jì)算為后續(xù)的電磁輻射功率密度和電磁環(huán)境影響評(píng)估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離精確計(jì)算可減少近場(chǎng)區(qū)的干擾，提高遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的探測(cè)精度和穩(wěn)定性，且優(yōu)化雷達(dá)天線布局確保天線在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)工作減少近場(chǎng)區(qū)的干擾為雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提高雷達(dá)的探測(cè)性能，且支持電磁環(huán)境的長期監(jiān)測(cè)確保雷達(dá)站的穩(wěn)定運(yùn)行。

39、二、本發(fā)明通過輻射功率子模塊輸出電磁輻射功率密度，本發(fā)明能更全面描述電磁輻射功率密度隨距離的變化,這對(duì)于氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)來說能更準(zhǔn)確地評(píng)估不同距離處的電磁輻射水平，為電磁環(huán)境安全評(píng)估以及防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，準(zhǔn)確電磁輻射功率密度計(jì)算可評(píng)估不同距離處的電磁輻射水平為電磁環(huán)境安全評(píng)估和防護(hù)提供科學(xué)依據(jù),這對(duì)氣象雷達(dá)站電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)來說有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決電磁輻射超標(biāo)問題，保障雷達(dá)站的正常運(yùn)行和人員安全。

40、三、本發(fā)明通過電磁環(huán)境影響子模塊輸出電磁環(huán)境影響指數(shù)epw，本發(fā)明能綜合評(píng)估電磁環(huán)境對(duì)氣象雷達(dá)站影響程度，這對(duì)于制定針對(duì)性的電磁環(huán)境保護(hù)措施、優(yōu)化雷達(dá)站選址和布局、提高雷達(dá)站的抗干擾能力以及穩(wěn)定性具有重要意義，綜合電磁環(huán)境影響指數(shù)能全面反映電磁環(huán)境對(duì)氣象雷達(dá)站的影響程度，為制定針對(duì)性電磁環(huán)境保護(hù)措施提供依據(jù)，同時(shí)該計(jì)算的結(jié)果也能用于評(píng)估不同雷達(dá)站選址和布局的優(yōu)劣為優(yōu)化雷達(dá)站布局提供科學(xué)依據(jù)，電磁環(huán)境影響指數(shù)計(jì)算為制定針對(duì)性的電磁環(huán)境保護(hù)措施提供依據(jù)確保雷達(dá)站的正常運(yùn)行，且支持雷達(dá)站選址和布局優(yōu)化提高雷達(dá)站的抗干擾能力和穩(wěn)定性以及促進(jìn)電磁環(huán)境的長期監(jiān)測(cè)和評(píng)估為雷達(dá)站的安全運(yùn)行提供持續(xù)保障。

41、四、本發(fā)明通過將電磁環(huán)境影響指數(shù)進(jìn)一步的運(yùn)算來影響距離分析子模塊中的天線增益值，進(jìn)而使得天線增益值進(jìn)行循環(huán)迭代，天線增益值是劃分雷達(dá)天線近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)，通過調(diào)整天線增益可間接影響電磁輻射功率密度的分布進(jìn)而影響電磁環(huán)境影響指數(shù)的值，迭代目的在于通過不斷優(yōu)化天線增益使電磁環(huán)境影響指數(shù)達(dá)到一個(gè)較為理想的狀態(tài)，通過不斷調(diào)整天線增益可使距離分析子模塊計(jì)算的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界距離更加準(zhǔn)確，使輻射功率子模塊計(jì)算的電磁輻射功率密度更符合實(shí)際情況，最終使天線增益被優(yōu)化使其計(jì)算更加精確，迭代過程提高了電磁環(huán)境影響評(píng)估的準(zhǔn)確性為氣象雷達(dá)站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測(cè)提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)通過優(yōu)化天線增益還可在一定程度上提高雷達(dá)的性能降低電磁輻射對(duì)周圍環(huán)境的影響。