[发明专利]一种应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法及装置

权利要求书

1.一种应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，包括：

获取粗糙地表面的起伏高度以及任意相邻两个起伏之间的间隙，并根据所述起伏高度和间隙确定应用于粗糙地表面的二维归一化带限Weirstrass分形函数；

根据所述二维归一化带限Weirstrass分形函数，确定粗糙地表面上任意两个起伏高度之间的关联程度函数；

获取雷电水平场产生的电磁波的空间波数，并根据所述空间波数和关联程度函数确定粗糙地表面的高度频谱密度函数；

获取额外阻抗增加量参数，并根据所述额外阻抗增加量参数和所述高度频谱密度函数，确定粗糙地表面的额外阻抗增加量；

获取光滑地表面的等效阻抗，并根据所述光滑地表面的等效阻抗和所述粗糙地表面的额外阻抗增加量，确定粗糙地表面的等效表面阻抗；

根据所述粗糙地表面的等效表面阻抗，确定粗糙地表面的衰减因子；

获取地表面的切向磁场以及大地电导率无限大情况下的雷电水平场，并根据所述切向磁场、所述大地电导率无限大情况下的雷电水平场和所述衰减因子，确定所述粗糙地表面的雷电水平场。

2.根据权利要求1所述的应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，所述获取粗糙地表面的起伏高度以及相邻两个起伏之间的间隙，并根据所述起伏高度和间隙确定应用于粗糙地表面的二维归一化带限Weirstrass分形函数，包括：

获取粗糙地表面的起伏高度，并根据所述起伏高度确定粗糙地表面的起伏高度均方根；

获取相邻两个起伏之间的间隙，并根据所述起伏高度均方根和间隙确定应用于粗糙地表面的二维归一化带限Weirstrass分形函数；

其中，所述二维归一化带限Weirstrass分形函数为：

f(x,y)为二维归一化带限Weirstrass分形函数，x为粗糙地表面的横坐标，y为粗糙地表面的纵坐标，δ为粗糙地表面的起伏高度均方根，b为粗糙地表面上相邻两个起伏之间的间隙，D为粗糙地表面的分维数，M为精度项数，N为谐波次数，N＝N₂＝N₁+1，K为电磁波的空间波数，φ_nm为电磁波在[-π,π]上均匀分布的随机相位。

3.根据权利要求1所述的应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，所述粗糙地表面上任意两个起伏高度之间的关联程度函数为：

R(x,y)＝E[f(x,y)f(x+Δx,y+Δy)]；

其中，R(x,y)为粗糙地表面上任意两个起伏高度之间的关联程度函数，f(x,y)为二维归一化带限Weirstrass分形函数，Δx为x方向上的增加量，Δy为y方向上的增加量。

4.根据权利要求1所述的应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，所述粗糙地表面的高度频谱密度函数为：

其中，V(γ,η)为粗糙地表面的高度频谱密度函数，R(x,y)为粗糙地表面上任意两个起伏高度之间的关联程度函数，j为复数单位，γ为x轴方向上的空间波数，η为y轴方向上的空间波数。

5.根据权利要求1所述的应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，所述粗糙地表面的额外阻抗增加量为：

其中，Δ′为粗糙地表面的额外阻抗增加量，G(γ,η)为额外阻抗增加量参数，V(γ,η)为粗糙地表面的高度频谱密度函数，γ为x轴方向上的空间波数，η为y轴方向上的空间波数。

6.根据权利要求1所述的应用于粗糙地表面的雷电水平场估算方法，其特征在于，所述粗糙地表面的等效表面阻抗为：

Δ＝Δ⁰+Δ′；

其中，Δ为粗糙地表面的等效表面阻抗，Δ⁰为光滑地表面的等效阻抗，Δ′为粗糙地表面的额外阻抗增加量。