[发明专利]一种用于正交磁环雷电信号探测天线的误差修正优化方法

说明书

本发明涉及一种用于正交磁环雷电信号探测天线误差修正优化方法，该方法可用于修正正交磁环天线因设备自身的结构角度误差导致的固有误差对探测精度的影响，最大限度的修正了正交磁环天线设备自身的结构角度误差反应在探测精度上的误差影响。该方法首先通过控制变量的方法测定天线设备的补偿系数和结构偏差角，然后利用修正优化计算角的公式在雷电探测的常规方法上计算误差更小的探测角度。与现有的技术方法相比，本发明降低了天线设备的不合格生产成本，大大提高了正交磁环雷电信号探测天线的方向探测精度。

技术领域

本发明属于电磁场测向技术领域，涉及一种误差修正优化方法，尤其涉及一种用于正交磁环雷电信号探测天线误差修正优化方法。

背景技术

雷电是自然界一种常见的天气现象，尤其在中低纬度区域，我国是雷电灾害的多发区。长期以来雷电对人类赖以生存的自然资源和人类创造的物质文明构成极大的威胁，尤其是微电子设备广泛应用的今天，雷电造成的直接和间接灾害日益严重，因此对雷电的探测研究也越来越受到重视。正交磁环雷电探测天线可以用来确定雷电的准确方位，用于确定一个指定区域内发生闪电的数量、正地闪和负地闪的接地点、估计闪电电流、以及其它放电参数的统计特征，这对雷电防护系统的设计和研究具有重要意义。研究雷电探测角度精确度是评价雷电探测的一个关键指标之一。常规的正交磁环天线探测的雷电角度计算方法从理想状态出发，不考虑天线设备自身的结构角度误差导致的固有误差，而实际天线设备存在一定的固有误差，探测精度有限。

本专利提出了一种用于正交磁环雷电信号探测天线的误差修正优化方法，真实模拟了正交磁环天线设备自身的结构角度误差导致的固有误差对探测精度的影响，最大限度的修正了正交磁环天线设备自身的结构角度误差反应在探测精度上的误差影响。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中存在的缺陷而提供一种用于雷电信号探测天线的误差修正优化方法，该误差修正优化方法可以修正优化正交磁环天线设备自身的结构角度误差导致的固有误差对探测精度的影响，根据测量检测出天线的结构误差角度，同时根据正交的两磁环的自身情况获得增强一致性的补偿系数，通过对天线探测结果进行修正方法的计算消除天线设备自身的结构角度误差导致的固有误差对探测精度的影响，达到探测精度最佳效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 ：

一种用于正交磁环雷电信号探测天线误差修正优化方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，标定磁环天线各磁环的编号为环1、环2，对环1环2进行多组相同入射方向、相同幅值频率大小的雷电信号响应测定，定义各组数据中环1的响应值为X坐标，环2的响应值为Y坐标。进行散点线性拟合，求得斜率，即环1关于环2的补偿系数γ。

步骤2，将正交磁环天线按要求固定放置即环1面平行于东西方向，定义从南、西、北、东方向角度依次为-180°至180°。

步骤3，对放置好的正交磁环雷电信号探测天线进行360°的以不同入射角度为唯一变量的响应实验，记环1响应为，环2响应为，记录数据并对环1的响应值乘补偿系数γ进行补偿。

步骤4，对补偿后得到的数据进行常规方法的测向角度计算，求得在入射角为-180°到180°条件下的探测计算角度。

步骤5，根据实际角度与计算角度之间的关系公式，进行数据点指定公式的拟合求参，求得公式参数中的结构角度误差角，确定该正交磁环雷电信号探测天线设备的结构角度误差。

步骤6，用常规计算方法公式，计算对任一方向角度的雷电信号响应，根据求得的计算角度，通过修正误差角度的公式和方法对计算角度进行修正。得到更接近实际角度，误差更小的探测所得修正角度。

在上述的一种用于雷电信号探测天线的误差修正优化方法，所述步骤 2 中，将正交磁环天线按要求固定放置，即定义天线的结构角度误差在南北方向上。