[发明专利]一种共享铁塔无源干扰的准确求解方法

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1.一种共享铁塔无源干扰的准确求解方法，其特征在于:根据共享铁塔多激励源以及多散射体组合模型，建立了共享铁塔的无源干扰求解模型；基于该求解模型，推导了二阶耦合散射后共享铁塔各个散射体上的边界条件，最终实现共享铁塔无源干扰水平的准确求解；具体包括以下步骤：

步骤1:根据基站天线的几何模型，建立电流不连续的板状四振子和角钢铁塔组合的共享铁塔散射体模型，建立仅存在于单个振子中轴线的激励场E_a(z_a)，表示为：

E_a(z_a)＝vδ(z_a)z_a；

式中：v是馈电电压，δ(z_a)是单位长度的狄拉克函数，z_a为z_a轴正方向上的单位向量；

步骤2:根据互易定理，得到共享铁塔的无源干扰模型中一共有16个不连续的散射体，包括3个天线反射板和12根天线振子以及铁塔角钢；则在16个散射体的边界条件下，能够建立天线振子、天线反射板以及铁塔角钢上等效源的求解矩阵：

Z_bb表示天线振子等效源的自阻抗，Z_zz表示天线振子等效源的自阻抗，Z_TT表示铁塔角钢等效源的自阻抗，Z_bz表示反射板受天线振子等效源作用的阻抗，Z_zb表示天线振子受到反射板等效源作用的阻抗，Z_bT表示反射板受铁塔角钢等效源作用的阻抗，Z_Tb表示铁塔角钢受反射板等效源作用的阻抗，Z_zT表示天线振子受到铁塔角钢等效源作用的阻抗，Z_Tz表示铁塔角钢受到天线振子等效源作用的阻抗；

对上式求逆，即能够获得共享铁塔无源干扰问题在互耦背景下各个散射体的等效源；

步骤3:对上式求逆获得的各个散射体的等效源J_n进行积分，即能够获得其在空间中产生的散射场E_sJn，然后，将各个散射体单元的散射场进行叠加，即能够得到观测点r处的总散射场为：

式中：N为散射体种类数，ω为入射波角频率，μ为磁导率，k为介电常数，为哈密顿算子表示对场点r求导，为哈密顿算子表示对源点r′求导，J_n(r′)为第n种散射体表面的等效电流，G(r,r′)为空间格林函数，S′为导体表面积分域，且r′∈S′；

求得总散射场后，根据电磁传播特性，考虑共享铁塔影响后观测点r处的电场强度为：

E_有(r)＝E_i(r)+E_s(r)；

式中：E_i(r)表示电磁系统的场源在没有散射体存在时，在r处的产生电场强度，E_s(r)表示散射体在场源激励下产生的感应电流在r处形成的二次辐射场，即散射场；

然后，将E_有(r)代入输电线路无源干扰求解公式：

式中：E_无(r)表示无输电线路时观测点r处的电场强度，E_有(r)表示考虑输电线路影响之后观测点r处的电场强度；

对于互耦背景下边界条件的推导和等效源的求解矩阵的建立，先以天线反射板和单个天线振子为例进行分析：

当有一平面波入射在天线反射板和天线振子上时，设反射板不存在，则此时天线振子上的等效源为J_z，J_z在空间激发的电磁场E_z及反射板对这一电磁场产生的散射场E_bz之和记做E_Jz；由于E_Jz难以直接求解，故设一个已知的单位点源J_e，并求解出单位点源J_e在空间激发的电磁场E_e以及反射板对E_e的散射场E_eb；

基于互易定理可得两场源J_z和J_e之间的关系式：

又因为J_e是单位点源，得到：

若先设天线振子不存在时，利用单位点源同理能够得空间中反射板上的等效源J_b作用的总场为：

通过互易定理把等效源产生的场分为空间二次辐射场，以及对其他散射体作用形成的散射场后，将两者代入散射体表面切向电场为零的边界条件，即有：

然后采用矩量法，对等式右侧中的电流J_z、J_b选取基函数与校验函数进行展开，最后结合作用于反射板和振子的场源E_i，即能够得到矩阵形式：

式中，V_l是天线振子上的激励矩阵，有[V_l]^T＝[E_a]；Z_bb表示反射板等效源的自阻抗，Z_zz表示天线振子等效源的自阻抗，Z_bz表示反射板受天线振子等效源作用的阻抗，Z_zb表示天线振子受到反射板等效源作用的阻抗，

对上求逆，即能够得到多激励源下散射体互耦后的天线振子和反射板上的等效电流；当存在3根基站天线共同作用时，一共建立15个散射体的边界条件，即由上式扩展为：

在3根基站天线耦合的等效源求解基础上，整个共享铁塔在互耦背景下的无源干扰散射场求解，还需求解铁塔角钢上的J_T；在一根天线振子和一块反射板的互耦分析式的基础上，能够扩展为：

上式中，J表示等效源，E表示散射场；其中，下标有bn表示第n个反射板、zn表示第n个天线振子、T表示铁塔角钢；如J_b1为第1个反射板的等效源，E_b1s为第1个反射板等效源在空间产生的散射场，E_b1b2s为第1个反射板等效源对第2个反射板作用产生的散射场，S_b1为第1个反射板的积分域；J_z1为第1个天线振子的等效源，E_z1s为第1个天线振子等效源在空间产生的散射场，E_z1z2s为第1个天线振子等效源对第2个天线振子作用产生的散射场，l_z1为第1个天线振子的积分域；J_T为铁塔角钢的等效源，E_Ts为铁塔角钢等效源在空间产生的散射场，E_Tz1s为铁塔角钢等效源对第1个天线振子作用产生的散射场，S_T为铁塔角钢的积分域；

则有铁塔角钢的边界条件为：

其中，E_Ts是铁塔角钢直接由场源激励的一次空间二次辐射场，E_bTs是E_bs入射铁塔角钢产生的耦合散射场，E_zTs是E_zs是入射铁塔角钢产生的耦合散射场。