[发明专利]一种闪电电磁脉冲峰值电流的计算方法

权利要求书

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，E_z表示地面上电场的垂直分量，P_t表示发射功率，单位为kW，E_i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，t_s表示“地-电离层”波导传播模方程的根，Δ_g表示地面的归一化表面阻抗，e表示自然对数；

其中，E₁表示一跳天波，L₁是一跳天波射线总长度；ψ₁表示一跳天波在地面上的出射和到达角；_//R_//表示一跳天波的电离层反射系数，其中下标//表示入射波与反射波的电矢量都平行于入射面；D是由于电离层球面弯曲引起的会聚系数；Ft和Fr分别表示由于地面的曲率和有限导电性引起的发射点和接收点的天线的背景因子；

其中，E₂表示二跳天波，此处：L₂表示二跳天波的射线长度；ψ₂表示二跳天波的出射角与到达角；D表示由于电离层球面弯曲引起的会聚系数，D_g表示由于地面的弯曲引起的发散系数，它接近于D^-1；_//R_⊥和_⊥R_//表示电离层反射系数，其中第一个下标表示入射波的极化性质，第二个下标表示反射波的极化性质；R_g//和R_g⊥表示地面反射系数；E₃、E₄则表示3跳与4跳天波。

5.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，包括：

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采用以下公式实现：

其中，RNSS表示距离归一化电场强度，r为探测距离，I为归一化参考距离：I＝100km，SS为原始信号强度，p是衰减常数：p＝1.13，A是常数且A＝10⁵km或者p＝1，A＝1000km，C为常数。

6.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包括：

根据计算出的距离归一化电场强度计算得到峰值电流I_p采用以下公式实现：