一种闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法技术

一种闪电电磁脉冲峰值电流计算方法，该方法包括：对电场传感器采集的闪电电磁脉冲信号进行预处理，得到对应的电场信号；建立传播模型，根据得到的电场信号计算归到地波范围内的场强；根据计算出的归到地波范围内的场强计算得到距离归一化电场强度：根据峰值电流和归一化电场强度之间的对应关系计算峰值电流。本发明专利技术提出的闪电电磁脉冲峰值电流计算方法，建立传播模型，将电场传感器采集的闪电电磁脉冲信号计算归到地波范围内的场强，综合考虑“地‑电离层波导”的传播效应及闪电电磁脉冲信号的传输线模型，可实现远距离闪电电磁脉冲峰值电流的计算。

A calculation method of lightning electromagnetic pulse peak current

【技术实现步骤摘要】
一种闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法
本专利技术涉及闪电电磁脉冲探测领域，尤其涉及一种根据探测站处的峰值电场信号计算闪电电磁脉冲峰值电流的算法。
技术介绍
闪电是自然界中发生的一种强烈的大气放电现象，地球上每秒钟发生大量的雷电事件(尤其在多雨的雷暴区域)，造成大量的人员伤亡和财产损失。在雷暴形成过程中，云层中积累大量的正负电荷，形成正负电荷区。当正负电荷区产生的电场击穿空气时，产生闪电电磁脉冲(LEMP)。LEMP信号的频带很宽，主要能量集中在甚低频频段(VLF，3kHz～30kHz)，并以地波及天波方式在“地-电离层波导”中传播。当传播距离较近时，电磁脉冲探测设备接收到的信号以地波信号为主；当传播距离较远时，信号以电离层反射的天波为主，且衰减较小。传统的闪电电磁观测系统中大部分不反演计算闪电的峰值电流幅度，或者仅能估算探测距离小于600公里范围内(仅考虑地波信号)的闪电电磁脉冲事件。在全国范围内部署四个电磁脉冲探测站，构成超长基线电磁脉冲阵，该阵能够实时监控全国范围内的强雷暴事件并对事件进行定位。在探测站处，电磁脉冲信号中包含了脉冲源的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法，其特征在于，该方法包括：/n对电场传感器采集的闪电电磁脉冲信号进行预处理，得到对应的电场信号；/n建立传播模型，根据得到的电场信号计算归到地波范围内的场强；/n根据计算出的归到地波范围内的场强计算得到距离归一化电场强度：/n根据峰值电流和距离归一化电场强度之间的对应关系计算峰值电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法，其特征在于，该方法包括：
对电场传感器采集的闪电电磁脉冲信号进行预处理，得到对应的电场信号；
建立传播模型，根据得到的电场信号计算归到地波范围内的场强；
根据计算出的归到地波范围内的场强计算得到距离归一化电场强度：
根据峰值电流和距离归一化电场强度之间的对应关系计算峰值电流。


2.根据权利要求1所述的闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法，其特征在于，所述对电场传感器采集的闪电电磁脉冲信号进行预处理，得到对应的电场信号，包括：
对采集的闪电电磁脉冲信号进行滤波操作；
滤波后的闪电电磁脉冲信号进行增益校正；对增益校正后的闪电电磁脉冲信号进行去标定，去除探测系统的幅频响应及相频响应，得到电场信号，完成预处理操作。


3.根据权利要求1所述的闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法，其特征在于，所述建立传播模型，根据得到的电场信号计算归到地波范围内的场强，包括：建立“地-电离层波导”传播模型，求解“地-电离层波导”的传播函数。


4.根据权利要求3所述的闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法，其特征在于，所述建立“地-电离层波导”传播模型，求解“地-电离层波导”的传播函数，包括：
计算地面上电场的垂直分量：



其中，Ez表示地面上电场的垂直分量，Pt表示发射功率，单位为kW，Ei表示第i个传播模式的电场信号；
计算地波衰减因子W：



其中，a表示地球半径，ts表示“地-电离层”波导传播模方程的根，Δg表示地面的归一化表面阻抗，e表示自然对数；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：渠晓东，王涛，朱万华，刘小军，方广有，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11