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

背景技術(shù)：

1、隨著氣象雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，氣象雷達站在氣象預報、災害預警等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，但氣象雷達站的電磁環(huán)境復雜多變，其長期監(jiān)測成為確保雷達正常運行和數(shù)據(jù)準確性的關(guān)鍵，可利用如申請?zhí)枮閏n202310316237.x的一種應(yīng)用于氣象雷達站的電磁環(huán)境監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

2、目前現(xiàn)有的氣象雷達站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測方法可能只針對幾個頻段進行監(jiān)測，而忽略了氣象雷達站所處電磁環(huán)境的復雜性和多樣性，導致電磁環(huán)境評估結(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)的測量和計算存在誤差，進而影響對雷達性能的準確評估，以及現(xiàn)有的方法可能缺乏綜合考慮多個因素，比如距離和發(fā)射功率等因素，從而可能無法全面和準確地反映電磁環(huán)境對氣象雷達站的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

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

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于氣象雷達站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測方法，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站的雷達天線尺寸、雷達工作數(shù)據(jù)和雷達發(fā)射信息數(shù)據(jù)；

4、步驟ⅱ：將雷達天線尺寸、雷達工作數(shù)據(jù)和雷達發(fā)射信息數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)管理模塊中，數(shù)據(jù)管理模塊對輸入的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗和按照監(jiān)測點位和時間維度進行整理，輸出雷達天線直徑ddb、雷達工作波長da和雷達發(fā)射功率ddp；

5、步驟ⅲ：將雷達天線直徑ddb、雷達工作波長da和雷達發(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區(qū)和遠場區(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：將近場區(qū)和遠場區(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輸入至評估分析模塊中，評估分析模塊對輸入的數(shù)據(jù)進行分析，以評估電磁環(huán)境對氣象雷達站的影響程度，并根據(jù)分析結(jié)果編制電磁環(huán)境長期監(jiān)測報告，然后按照預定的監(jiān)測周期，持續(xù)進行電磁環(huán)境監(jiān)測，以及實時更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，并重新進行計算和分析。

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算公式如下：

9、；

10、其中：

11、dda指代近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離、ddb指代雷達天線直徑、da指代雷達工作波長、ddp指代雷達發(fā)射功率、ddg指代天線增益值，表示天線對信號的放大能力；

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

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

14、指代通過引入自然對數(shù)函數(shù)，用于描述發(fā)射功率與天線增益比值對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)整對數(shù)項的影響程度；

16、所述距離分析子模塊的處理過程如下：將雷達天線直徑ddb、雷達工作波長da和雷達發(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區(qū)和遠場區(qū)的分界距離dda。

17、可選的，所述輻射功率子模塊的計算公式如下：

18、；

19、其中：

20、ppq指代電磁輻射功率密度、ppr指代測量位置與雷達天線的距離；

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；

24、所述輻射功率子模塊的處理過程如下：將雷達天線直徑ddb、雷達發(fā)射功率ddp、指代天線增益值ddg和雷達工作波長da輸入至輻射功率子模塊中，并基于測量位置與雷達天線的距離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個雷達監(jiān)測點位處的電磁輻射功率密度、ewi指代第i個雷達監(jiān)測點位的權(quán)重系數(shù)、ddgi指代第i個雷達監(jiān)測點位的天線增益值、ddpi指代第i個雷達監(jiān)測點位的發(fā)射功率、ppri指代第i個雷達監(jiān)測點位與雷達天線的距離、ddai指代第i個雷達監(jiān)測點位對應(yīng)的近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離、n指代所有的雷達監(jiān)測點位數(shù)、i指代雷達監(jiān)測點位的索引；

29、指代每個雷達監(jiān)測點位對電磁環(huán)境影響的貢獻；

30、指代天線增益與發(fā)射功率的相對影響程度值；

31、指代調(diào)整項，用于強調(diào)距離dda較近的監(jiān)測點位對電磁環(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的值在一個合理的范圍內(nèi)，考慮了所有監(jiān)測點位的權(quán)重系數(shù)和天線增益與發(fā)射功率的相對影響；

33、所述電磁環(huán)境影響子模塊的處理過程如下：將第i個雷達監(jiān)測點位處的電磁輻射功率密度ppqi、第i個雷達監(jiān)測點位的天線增益值ddgi、第i個雷達監(jiān)測點位的發(fā)射功率ddpi、第i個雷達監(jiān)測點位與雷達天線的距離ppri和第i個雷達監(jiān)測點位對應(yīng)的近場區(qū)和遠場區(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)測儀測量雷達發(fā)射和周圍環(huán)境中的電磁輻射強度，以及在氣象雷達站周圍設(shè)置多個監(jiān)測點位，以全面覆蓋雷達的發(fā)射和接收范圍，并且每個監(jiān)測點位應(yīng)對應(yīng)安裝電磁輻射監(jiān)測儀，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)存儲設(shè)備，用于實時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)處理軟件對輸入的數(shù)據(jù)進行清洗，以去除異常值和無效數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行格式化處理，以確保數(shù)據(jù)符合后續(xù)的計算和分析。

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區(qū)和遠場區(qū)的分界距離dda，通過引入雷達天線直徑、工作波長、發(fā)射功率和天線增益可精確計算近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離，對于氣象雷達站來說較為重要，因準確界定近場區(qū)和遠場區(qū)可優(yōu)化雷達天線的布局和設(shè)計減少近場區(qū)的干擾提高遠場區(qū)的探測精度以及穩(wěn)定性，同時精確近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離計算為后續(xù)的電磁輻射功率密度和電磁環(huán)境影響評估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離精確計算可減少近場區(qū)的干擾，提高遠場區(qū)的探測精度和穩(wěn)定性，且優(yōu)化雷達天線布局確保天線在遠場區(qū)工作減少近場區(qū)的干擾為雷達系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提高雷達的探測性能，且支持電磁環(huán)境的長期監(jiān)測確保雷達站的穩(wěn)定運行。

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,這對于氣象雷達站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測來說能更準確地評估不同距離處的電磁輻射水平，為電磁環(huán)境安全評估以及防護提供科學依據(jù)，準確電磁輻射功率密度計算可評估不同距離處的電磁輻射水平為電磁環(huán)境安全評估和防護提供科學依據(jù),這對氣象雷達站電磁環(huán)境長期監(jiān)測來說有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決電磁輻射超標問題，保障雷達站的正常運行和人員安全。

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)明能綜合評估電磁環(huán)境對氣象雷達站影響程度，這對于制定針對性的電磁環(huán)境保護措施、優(yōu)化雷達站選址和布局、提高雷達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)境對氣象雷達站的影響程度，為制定針對性電磁環(huán)境保護措施提供依據(jù)，同時該計算的結(jié)果也能用于評估不同雷達站選址和布局的優(yōu)劣為優(yōu)化雷達站布局提供科學依據(jù)，電磁環(huán)境影響指數(shù)計算為制定針對性的電磁環(huán)境保護措施提供依據(jù)確保雷達站的正常運行，且支持雷達站選址和布局優(yōu)化提高雷達站的抗干擾能力和穩(wěn)定性以及促進電磁環(huán)境的長期監(jiān)測和評估為雷達站的安全運行提供持續(xù)保障。

41、四、本發(fā)明通過將電磁環(huán)境影響指數(shù)進一步的運算來影響距離分析子模塊中的天線增益值，進而使得天線增益值進行循環(huán)迭代，天線增益值是劃分雷達天線近場區(qū)和遠場區(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)達到一個較為理想的狀態(tài)，通過不斷調(diào)整天線增益可使距離分析子模塊計算的近場區(qū)和遠場區(qū)的分界距離更加準確，使輻射功率子模塊計算的電磁輻射功率密度更符合實際情況，最終使天線增益被優(yōu)化使其計算更加精確，迭代過程提高了電磁環(huán)境影響評估的準確性為氣象雷達站的電磁環(huán)境長期監(jiān)測提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持，同時通過優(yōu)化天線增益還可在一定程度上提高雷達的性能降低電磁輻射對周圍環(huán)境的影響。