【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷电探测，更具体地说，本专利技术涉及基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法及系统。
技术介绍
1、雷电作为一种强烈自然现象，对自然环境和人类活动产生的深远影响。雷电的发生伴随高强度电流、剧烈的能量释放以及强电磁辐射，不仅直接威胁人类生命和财产安全，还对航空航天、电力通信、石油化工等多个领域构成重大安全隐患。
2、然而，在传统方法中双通道磁环传感天线通常工作在固定频率下，缺乏对不同场景和干扰条件的自适应能力，面临在不同干扰强度下的最佳频率选择问题，导致在雷电探测中频率选择不当、干扰影响过大、系统适应性差等实际问题。针对上述问题，本专利技术提出一种解决方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法及系统，通过基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法及系统，以解决双通道磁环传感天线在进行雷电探测时无法对不同场景和干扰条件的进行自适应调整问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，包括以下步骤：设置若干测试频率点作为天线的工作频率，对天线在不同干扰强度场景下的工作状态进行模拟，得到天线工作仿真模型；设置若干个场景的干扰强度，并获取所述天线工作仿真模型中对应的天线性能数据和干扰强度影响数据；基于所述天线性能数据和干扰强度影响数据构建多场景频率评估模型；基于所述多场景频率评估模型的输出构建多场景频率评估曲线，并根据不同的雷电探测需
4、在一个优选的实施方式中，所述天线性能数据包括天线增益影响系数和天线方向性系数 ，具体为：所述天线增益影响系数具体获取方式如下：将双通道磁环传感天线布置在模拟雷电环境中，获取天线输出的天线感应电压；基于所述天线输出的天线感应电压与天线阻抗的关系，计算得到天线输出的天线感应电流；获取双通道磁环传感天线的东西向电磁场信号和南北向电磁场信号，所述东西向电磁场信号和南北向电磁场信号包括感应电压和相位；计算东西向电磁场信号和南北向电磁场信号的信号幅值比以及相位差；将所述信号幅值比以及相位差输入至雷电信号的入射角度计算公式中，得到雷电信号的入射角度；将所述天线输出的天线感应电压、天线输出的天线感应电流、雷电信号的入射角度输入至天线增益影响系数计算公式中，得到天线增益影响系数。
5、在一个优选的实施方式中，所述天线方向性系数，具体获取方式如下；基于双通道磁环传感天线的东西向电磁场信号和南北向电磁场信号，采用电场强度公式计算双通道磁环传感天线的总电场强度；将所述双通道磁环传感天线的总电场强度输入至接收功率密度计算公式，得到双通道磁环传感天线特定方向的接收功率密度；将所述通道磁环传感天线特定方向的接收功率密度输入至球坐标积分公式对整个球面区域方向的接收功率密度进行积分，得到的天线接收到的总功率；将所述双通道磁环传感天线的总电场强度、特定方向的接收功率密度以及天线接收到的总功率输入至天线方向性系数计算公式中，得到天线方向性系数。
6、在一个优选的实施方式中，所述干扰强度影响数据包括干扰强度影响系数，具体获取方式如下：采用频谱分析仪对电磁干扰源的特定频段进行扫描，获得每个频率点下的电磁干扰功率密度，并采用积分法计算特定频段下的干扰信号功率；将频谱分析仪连接在双通道磁环传感天线的输出端，获取接收到的雷电信号并计算雷电信号功率；基于环境的物理特性，如建筑物、树木、地形等进行环境建模，在不同场景下，在电磁干扰源与双通道磁环传感天线的不同距离处设置若干个测量点；分别计算若干个测量点的干扰信号强度，并计算若干个测量点的干扰信号强度与双通道磁环传感天线处的干扰信号强度的比值，得到若干个干扰衰减值；将所述若干个干扰衰减值求平均值，得到干扰强度衰减因子；将所述特定频段下的干扰信号功率、雷电信号功率以及干扰衰减因子输入至干扰强度影响系数计算公式中，得到干扰强度影响系数。
7、在一个优选的实施方式中，基于所述多场景频率评估模型的输出构建多场景频率评估曲线，具体为：基于所述多场景频率评估模型，获取不同干扰强度场景下双通道磁环传感天线在不同工作频率下的多场景频率评估系数；以不同场景对应的干扰强度为x轴，工作频率为y轴以及多场景频率评估系数为z轴构建空间直角坐标系；基于所述不同干扰强度场景下双通道磁环传感天线在不同工作频率下的多场景频率评估系数，绘制多场景频率评估曲线。
8、在一个优选的实施方式中，所述根据不同的雷电探测需求，获取对应的最佳需求结果，具体为：获取多场景频率评估曲线中某一特定的干扰强度场景下所有工作频率，将最大多场景频率评估系数对应的工作频率作为某一特定的干扰强度场景下的最佳工作频率；获取多场景频率评估曲线中某一工作频率下对应的所有不同干扰强度场景下的多场景频率评估系数，将最大多场景频率评估系数对应的干扰强度场景作为最佳的干扰强度场景。
9、本专利技术基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法及系统的技术效果和优点：
10、1.本专利技术通过设置多个测试频率点并模拟天线在不同干扰强度场景下的工作状态，有效提高了天线在复杂环境中的适应性，该方法构建了天线工作仿真模型，能够准确分析天线性能数据和干扰强度影响数据，从而精确评估天线在不同场景下的工作表现。通过综合这些数据，方法引入了多场景频率评估模型，为复杂环境中的雷电探测提供了一种科学的量化分析工具；此外，该方法生成多场景频率评估曲线，清晰地展示了不同频率点在多场景中的综合表现，为频率选择提供了可靠依据。更重要的是，方法支持根据具体探测需求获取最佳配置结果，如特定干扰场景下的最佳工作频率或适合多种场景的频率切换方案，大幅提高了雷电探测的精度和效率。总体而言，该方法具有场景适应能力强、评估精度高和决策指导性强等优点，为雷电探测技术在复杂环境中的应用提供了坚实支持。
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1.基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述天线性能数据包括天线增益影响系数和天线方向性系数 ，具体为：
3.根据权利要求2所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述天线方向性系数，具体获取方式如下；
4.根据权利要求3所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述干扰强度影响数据包括干扰强度影响系数，具体获取方式如下：
5.根据权利要求4所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，基于所述多场景频率评估模型的输出构建多场景频率评估曲线，具体为：
6.根据权利要求5所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述根据不同的雷电探测需求，获取对应的最佳需求结果，具体为：
7.根据权利要求6所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述天线增益影响系数计算公式，具体如下：
8.根据权利要求7所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方
9.根据权利要求8所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述干扰强度影响系数计算公式，具体如下：
10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法的系统，其特征在于，包括数据获取模块、数据分析模块、模型构建模块、多场景频率评估模块：
...【技术特征摘要】
1.基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述天线性能数据包括天线增益影响系数和天线方向性系数 ，具体为：
3.根据权利要求2所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述天线方向性系数，具体获取方式如下；
4.根据权利要求3所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，所述干扰强度影响数据包括干扰强度影响系数，具体获取方式如下：
5.根据权利要求4所述的基于双通道磁环传感天线的雷电探测方法，其特征在于，基于所述多场景频率评估模型的输出构建多场景频率评估曲线，具体为：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王承玉，李卫国，黄凤标，杨鹏，康卫伟，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司宣城供电公司，
类型：发明
国别省市：
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