[发明专利]一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法

权利要求书

1.一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述评估方法包括以下步骤：

步骤1：根据地波超视距雷达的基本性能、布站位置、波束宽度和作用区域参数以及风电场的预选区域展开场景分析，排除根本不可能受到风电场影响或影响非常小的雷达，筛选出需重点分析的对象；

步骤2：根据提供的风电机组参数建立风机电磁模型，通过网格划分、网格数量设定和网格优化实现单个风机电磁模型的建立；

步骤3：按照预建设风电场风机经纬度坐标与雷达相对位置信息，在FEKO电磁计算软件中建立风电机组阵列，同时建立地波超视距雷达场景模型，仿真风电场区域对周围电场强度的影响，并对风电机组造成的遮挡影响进行分析；

步骤4：仿真计算单个风机设备在不同状态下的RCS变化；

步骤5：针对风机叶片转动产生的多普勒频率对雷达回波的影响进行分析；

步骤6：根据风电机组阵列的分布特点，推导多径效应理论公式并进行计算；

步骤7：场景实测等效，测试相似环境下的电磁环境噪声数据，对拟建设风电场环境以及功耗进行等效计算，评估出风电场影响范围。

2.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤2中风电机组由塔架、轮毂、机舱和叶片组成，叶片为非金属材料，反射信号能量小，因此将塔架作为主要的建模计算对象；同时，考虑到叶片与轮毂之间存在防雷导线，因此将风机模型进行等效；风机电磁模型基于曲面建模方法，根据风机参数，利用CAD和Femap软件结合的方式实现几何模型的建立。

3.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤2中网格划分是指在不同结构的部位采用大小不同的网格，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式，在目标几何造型划分网格时应保证所有的平面元对实际曲面产生的拱高误差都小于波长的1/16。

4.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤2中网格优化指网格几何形状的合理性，质量好坏将影响计算精度，质量太差的网格甚至会中止计算，理想情况下的三角网格的各个单元是等边三角形。

5.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤3中建立地波超视距雷达场景模型是根据雷达与风电场相对位置，设定工作波段、波束指向以及极化方式，计算风电场周边区域的电场强度变化情况，从而得出直接遮挡定量分析结果。

6.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤5中的多普勒影响是，风机叶片的转动，使雷达回波带有多普勒频移分量，利用雷达信号经过风叶转动频率调制后的调幅信号，计算调制深度，根据调制后的幅度比值，判断多普勒影响。

7.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤6中多径效应是利用雷达方程推导计算风机对雷达电磁波反射造成的影响，目标反射直达波与经过风电机的二次反射回波在接收天线处合成，如果经过风电机反射的回波信号幅度过大，会影响雷达对目标方位分辨，进而在雷达接收机处理后形成假目标，造成虚警影响，根据雷达、目标和风电场三者之间的距离、角度变化分析多径效应影响范围。

8.根据权利要求1所述一种海上风电场对地波超视距雷达探测效能影响的评估方法，其特征在于，所述步骤7中采用实测的分析方法，实测通过对已建成的类似的风电设备开展，针对测试环境风机不同工作状态不同频率的噪声对比，按照风电场的机组类型、数量、排列位置以及区域风力等级因素进行等效计算即可换算出待评估风电场的辐射特性。