特高压输电线路线塔对电磁波的衰减效应试验研究

1、特高压输电线路线塔对电磁波的衰减效应试验研究作者：陈京平 刘建平 田军生来源：现代电子技术2008年第15期摘 要：利用“电磁缩尺比”法进行了1 000 kV级特高压架空送电线塔对米波雷达频段电磁波能量的衰减效应试验，目的是为了评价特高压输电线塔障碍物对雷达的无源干扰影响。试验选择在郊区开阔场地进行，结论表明：特高压输电线塔等地面设施对试验频段内的电磁波的衰减量在一定距离上大部分情况下都超过了3 dB，塔线与发射天线之间的距离在超过一定程度后，衰减量的变化渐趋于平缓。该结论在确定雷达对特高压架空输电线的防护间距时具有借鉴和参考价值。关键词：特高压输电线；雷达；电磁波；衰减；缩尺比中图分类号：T

2、N973 文献标识码：A 文章编号：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 布置在雷达周围的高压架空送电线塔等地面设施会对雷达的探测性能产生影响。在一定距离条件下，塔线等障碍物对雷达天线发射的直射波和反射波都有可能产生遮蔽损耗。即使在有效反射面(菲涅尔区 最远点外某一距离上，也有可能使地面反射波受到遮蔽，使雷达低仰角的探测性能受到较大影响或对空间某点地面反射波和直射波的向量和产生影响，这就要求高压架空送电线在架设时要考虑雷达与它的防护间距问题。为了评估1 000 k

6、V级特高压架空送电线塔线等地面设施对雷达的遮蔽影响，需要进行其对雷达电磁波能量的衰减效应试验。理想的情况下，试验应在实际线路上进行，在输电线的两侧分别进行信号的发射和接收，测得塔线存在和不存在两种情况下的接收信号变化情况，从而确定塔线对电磁波的遮蔽损耗。但考虑到雷达天线一般架设较低而输电线塔高度较高、尺寸较大，这就要求对应的接收天线架设很高，实际中难以操作和实施，因此，决定采用“电磁缩尺比”法来进行试验。1 “缩尺比法”原理目标对电磁波的作用如反射、绕射、透射、衍射等综合电磁效应主要取决于目标的几何尺寸和波长的比例关系，例如：当波长与目标的尺寸可以相比时就会发生绕射、衍射等现象。因此，对于不同

7、的目标尺寸和波长的组合，比例关系相同时表现出来的特性是相同的。如设目标和模型的尺寸、波长分别为为的目标在波长为和，满足在波长为。这时，尺寸时的电磁效应相同。因时的电磁效应与尺寸为此，当目标实物的尺寸过大、无法或难以进行测试时，可依据此原理建立同比例缩小的 “缩尺比”模型来替代目标实物进行试验，得到的结果将是一致的。“缩尺比”法的理论基础是麦克斯韦方程，见式(1。 =0(1式中，E 和H 分别表示实物空间的电场强度和磁场强度；和为周围媒质的磁导率和介电常数；表示实物的电导率；引入空间坐标和时间变量x,y,z,t ，所有变量均采用标准单位制。将上述变量加下标1 表示模型变量，则同理有：(4。 可以看出式(6和式(1具有相同的表示形式，说明模型。故e=h，代入式(5中式(7说明要使模型与实物在各自场中的表现效应相同，则当目标令：则式(4 由麦克斯韦方程的线性及式(3关系，式(1可变为式可进一步变为： 可得到：和实物对各自场的效应相同。对于远