[发明专利]海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法

权利要求书

1.一种海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法，其特征在于，首先将舰艇上给电气设备供电的所产生的低频电流回路等效为垂直磁偶极子模型，该模型的分层有耗介质中存在一个低频磁偶极子，通过谱域法得到模型中各区域中电磁场的积分表达式；然后将分层有耗介质中的电磁场分解为直射波、镜像波和侧向波，提取出侧面波的主导部分从而得到有耗介质中电磁场的表达式；根据侧面波的分布进一步得到舰艇电气设备的电磁泄漏情况。

2.根据权利要求1所述的海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法，其特征是，所述的谱域法是指：将各个区域中电磁场各个分量的频域表达式代入电磁场切向分量在分界处的连续性条件，得到反射系数R和透射系数T后代入电磁场分量的频谱表达式，得到各个区域中电磁场的积分表达式。

3.根据权利要求1或2所述的海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法，其特征是，所述的谱域法具体包括：

i)有耗介质中电磁场分量的频域表达式，计算时采用柱坐标系，具体为其中：ρ为径向分量，φ为方位角分量，z为纵向分量，i为虚数单位，E_1φ代表区域1中电场强度方位角分量，H_1z，H_1ρ分别代表区域1中磁场强度纵向分量和径向分量，μ₁代表区域1的磁导率，工作频率为f，角频率为ω＝2πf，磁偶极子安放位置距分界面的距离d，与原点之间的距离r＝(ρ²+z²)^1/2，k_1ρ为区域1中波矢径向分量，k_1z为区域1中波矢纵向分量，R为反射系数和T为透射系数，M为磁偶极矩，代表第一类零阶汉克尔函数，代表第一类零阶汉克尔函数对括号里面的变量求导；

ii)空气中电磁场分量的频域表达式为其中：E_2φ代表区域2中电场强度方位角分量，H_2z，H_2ρ分别代表区域2中磁场强度纵向分量和径向分量，μ₂代表区域2的磁导率，k_2ρ为区域2中波矢径向分量，k_2z为波矢纵向分量，其余符号定义与之前相同；

iii)代入电磁场切向分量的连续性条件，得到反射系数R与透射系数T的线性方程组：其中：所有符号均与之前定义相同；

iv)求解步骤i)中的得到的线性方程组，得到反射系数R与透射系数T的表达式，并将其代入电磁场分量的积分表达式中，便可得到各个区域中电磁场的积分表达式：

4.根据权利要求1所述的海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法，其特征是，所述的有耗介质中电磁场的表达式，通过将有耗介质中所得到的电磁场的积分表达式分解为直射波，镜像波和侧面波；利用渐进展开的方法，从有耗介质中侧向波积分表达式提取出具有显式表达式的主导项，并舍去主导项相比可忽略的余项积分，从而得到有耗介质中侧向波的显式表达式。

5.根据权利要求1或4所述的海上舰艇电气设备的低频侧面波电磁泄漏的快速检测方法，其特征是，所述的有耗介质中电磁场的表达式，通过以下方式得到：

1)将空气中所得到的电磁场的积分表达式分解为直射波、镜像波和侧面波，其上标依次为lat，im和lat：

2)辅助积分表达式为其中：J₀(·)代表第一类零阶贝塞尔函数，J₂(·)代表第二类零阶贝塞尔函数，λ为积分变量，其余符号定义均与之前定义相同；

3)从有耗介质中侧向波积分表达式提取出具有显式表达式的主导项，此时余项积分的渐进展开式中最高负幂次已被提取到相应的主导项中：其中：为区域一中磁场侧面波纵向分量，为区域一中磁场侧面波纵向分量中被舍弃掉的余项积分部分，为区域一中磁场侧面波径向分量，为区域一中磁场侧面波径向分量中被舍弃掉的余项积分部分，为区域一中电场侧面波方位角分量，为区域一中电场侧面波方位角分量中被舍弃掉的余项积分部分，其余符号定义与前文定义相同；

4)提取出侧面波的主导部分，并舍弃余项积分部分，从而得到空气中电磁场的表达式，具体为：从有耗介质中侧向波积分表达式提取出具有显式表达式的主导项作为辅助积分表达式，并舍去主导项相比可忽略的余项积分，从而得到有耗介质中侧向波的显式表达式，其中：辅助积分表达式为：有耗介质中侧向波的显式表达式为：