连续频率量子射频电场测量技术研究

针对里德伯原子EIT-AT法射频电场测量方案中,测量频点带宽窄的问题,提供了一种宽带连续射频电场测量方法,并在TEM室中演示了量子射频电场探测系统的测量技术。该方法通过在TEM室内放置电场探头,基于非共振射频与里德伯原子的相互作用模型,在外加射频电场作用下,里德伯原子的能级产生偏移,根据光谱偏移变化量,反推出射频电场的强度大小。基于该方案实现了50~500 MHz范围内的连续频率不间断电场测量,极大的扩展了量子场强的应用范围,该方案同样可扩展至1 GHz以上的微波电场测量,该量子场强探头为光纤可解耦的结构,可以实现管道机箱等狭小空间的电场环境探测。

无线电波透视探测煤层冲刷带试验研究

为提高对采煤工作面内部冲刷带等地质构造异常体探查准确性,利用无线电波透视方法进行现场应用试验,并通过模拟信号收发两端接收场强绘制出变化曲线,总结规律性分布特征,当电磁波穿透异常区域后,曲线分布呈现出“蝙蝠翼状”的明显特征,且异常构造体对信号具有较强的吸收衰减影响,经过试验论证与正向推演,证明采用无线电波坑透物探方法对冲刷带的范围探查与精度确定具有科学依据和可靠性。

一种基于深度学习的电波传播场强预测方法

电波传播场强预测对于无线网络的规划具有重要意义,其预测精度与通信环境的大规模传播特性直接相关。为了提升电波传播场强预测的准确性,需尽可能地增加输入特征维度以最大化描述环境。卫星图像能直观地展示研究区域的环境特征,将其作为输入特征,采用卷积神经网络构建模型准确地预测电波传播情况。因此,提出了一种基于卫星图像数据的深度学习场强预测方法,输入数据为经纬度、高程和卫星图像,输出为预测场强。结果表明,与未使用卫星图像作为输入的模型预测值对比,添加卫星图像作为输入特征后,预测精度提高15.2%,对卫星图像数据进行增强,预测精度获得6.4%的提升。

无线电波透视多频率探测法在厚煤层工作面构造探查中的应用

在煤矿井下回采工作面开展无线电波透视探测时,受不同煤层、各种岩层和地质构造影响,其无线电波透视衰减系数不同。对于同一煤层、同一频率发射的无线电波来说,煤层越厚,衰减系数越高。为了准确探测厚煤层工作面内部地质构造赋存情况,通过多频率试验选取适合的天线进行无线电波透视,经过多种频率的探测结果与实际揭露的地质构造特征进行相互对比,确定了一种针对厚煤层大面宽工作面无线电波透视的探测天线,提高了探测精度。

Research Progress of Electromagnetic Field and Electromagnetic Compatibility of UHVDC Converter Valves

特高压直流换流阀的电磁场和电磁兼容性是其研制过程中的关键问题,国内外学者对此进行了系统研究。中国电力科学研究院成功研制出中国首个具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流（ultra high voltage directcurrent,UHVDC）换流阀。针对电磁场和电磁兼容问题,利用三维电场边界元法实现换流阀寄生参数的提取,通过理论计算、数值仿真及试验测试等多种手段,对瞬态电磁干扰等问题提出了解决方案,为换流阀的研制和工程应用提供了必要的技术支撑。总结了上述领域的研究成果,对未来特高压直流换流阀电磁兼容领域的研究课题与解决方案提出了一些建议和设想。

基于粒子群算法的室外配用电场景射线追踪优化方法

为高效地利用射线追踪(ray tracing,RT)方法对室外配用电环境毫米波段进行传播特性研究,提出一种将RT方法与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法相结合的RT优化方法.首先进行低分辨率RT,利用距离参数筛选出可能到达接收端的射线发射角度,并将其划分成多个搜索区域;然后在每个搜索区域中利用PSO算法寻找最优路径.该方法的路径损耗仿真结果与传统RT仿真结果以及实测数据都表现出了良好的一致性,场强覆盖预测也和传统RT仿真结果相一致.结果表明,该方法在保证精确度的同时可以有效提高RT计算效率,并避免了传统RT中的接收球问题,具有一定的工程应用价值.

中波广播发射塔台双塔辐射场强测算与影响分析

为了科学测算中波广播电视发射塔台双塔辐射场强,并进一步解析塔台样式、天线类型、系统参数以及发射模式等对电磁辐射的影响,提出一种基于场强理论计算模型的测算方法。该方法利用覆盖区实测数据,结合理论计算模型估计场强衰减因子,从而精准测算覆盖区的场强分布,并分析辐射强度对环境的影响,能够为中波广播电视发射塔台的运行管理提供重要参考。

无线电波透视技术在矿井地质构造探测中的应用

煤层中隐伏地质构造的发育是较为常见的矿井灾害之一。为解决此类矿井灾害问题,以无线电波透视法理论为研究基础,采用分辨率较高的定点扫描法进行观测,对某矿工作面煤层中隐伏地质构造进行详细探查。通过对无线电波透视探测实测场强值和经过SIRT迭代等反演计算所得吸收系数CT成像结果进行综合分析,最终圈定4处构造异常区。结合地质资料推测主要由断层和岩溶陷落柱影响所致。通过与工作面实际揭露对比,物探成果与揭露情况吻合度较高,表明采用无线电波透视法可以较好地反映煤层隐伏地质构造的延展情况,证实了无线电波透视法在矿井隐伏地质构造的有效性和可行性,可为工作面回采提供技术依据,同时也体现了无线电波透视技术在探测隐伏地质构造上具备良好的探测效果和技术优势。

±800kV滇西北至广东特高压工程极导线与接地极线共塔电磁环境研究

直流输电线路经过高度城市化的地区时,将直流线路和接地极线路共塔架设是解决输电线路走廊紧缺问题的最佳选择,但目前国内外对于这种塔型的电磁环境鲜有研究。本文对传统电磁环境计算方法进行了拓展,以便能够考虑接地极线对极导线电磁环境的屏蔽作用。以±800 kV滇西北至广东特高压工程为例,分析了水平排列和垂直排列两种共塔架设方式下线路可听噪声、无线电干扰、地面电场和地面离子流密度等的分布特点。结果表明,共塔架设线路的地面电场优于独立架设直流线路,采用极导线垂直排列(上层负极导线)的布置型式可将输电线路走廊压缩约44%。

矿井工作面无线电波透视“一发双收”探测与应用

提出使用无线电波透视"一发双收"探测方式探查工作面内地质构造赋存情况。该方法采用定点法观测方式,对一条巷道中任一发射点采用1台发射机发射电磁波信号,在另一条巷道信号接收段利用2台接收机接收电磁波场强信号,每台接收机接收半段范围;沿工作面巷道施工到开切眼后,交换发射和接收信号巷道,再进行探测完成现场工作。经过坑透仪器选型与调制,以及新的电磁波数据处理系统的开发,为"一发双收"方式的实现提供了所需的仪器及处理软件。在安徽淮南矿业集团谢桥煤矿应用试验表明,该方法2台接收机实测场强值未出现显著差异,实测场强曲线、实测场强成像平面图及电磁波吸收系数成像平面图所反映主要地质异常范围一致,与实际回采验证资料相吻合。这表明"一发双收"方式可以成功用于回采工作面地质构造探测。

750kV单回紧凑型输电线路的电磁环境

为了指导我国750kV紧凑型输电工程的环境评价、设计和建设,对750kV单回紧凑型线路的电磁环境进行了系统研究。通过总结我国对西北交流750kV单回路和同塔双回路电磁环境的研究成果,结合已运行的750kV单回路的电磁环境实测数据,分析了750kV单回路和同塔双回路电磁环境控制指标的适用性,确定了750kV单回路紧凑型线路的电磁环境控制指标。计算了750kV单回紧凑型线路不同导线型式、分裂方式、相间距离下的工频电场和磁场强度、可听噪声和无线电干扰水平。依据相应的电磁环境控制指标,提出了750kV单回紧凑型线路的导线型式、分裂方式和相间距离的建议:750kV单回紧凑型输电线路采用等边倒三角形布置;相间距离取10m;下相导线最低高度为15m;子导线分裂间距为400mm;海拔高度<1500m时采用8×300导线;海拔高度为1500～2500m时采用8×400导线;海拔高度>2500m时采用8×500及以上更大截面导线。

基于场强预测模型的无线通信网络规划软件包的设计与实现

设计与实现一种基于场强预测模型的无线通信网络规划软件包.讨论了目前常用的一些场强预测模型,通过分析和比较这些模型的特点与适用范围,提出适用于无线通信网络规划的OM模型、Egli模型与CCIR模型.利用这些场强预测模型,完成了无线通信网络规划软件包的主要功能模块,即地理信息查询模块、场强分布预测模块以及频率干扰分析模块的设计与实现.实际地理环境下的仿真结果证明,该软件包设计合理,计算准确,现已应用于无线通信网络规划的工程实际设计中.

极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境比较分析

根据极导线垂直和水平排列高压直流输电线路几何结构的特点,在考虑正、负极导线起晕场强不同和正、负离子不同迁移率的基础上,比较分析了极导线垂直和水平排列±500kV直流输电线路的电磁环境特点。结果表明:相对于极间距和极导线对地最小高度分别相同的水平排列线路,负极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较大,无线电干扰电平和可听噪声水平较低;而正极导线在下的垂直排列线路的地面合成电场强度、空间电荷密度和离子流密度的最大值较小,但其无线电干扰电平和可听噪声水平较高。

甚低频对潜通信信号场强预测

甚低频(VLF)电波传播过程中因环境因素影响会使信号产生衰减与扰动,导致潜艇收信可靠性下降。文中基于传播媒质环境地-电离层参数的统计预测,运用波导模式理论对甚低频电波的信号场强进行预测,为甚低频对潜通信系统在运行中调整其可变参数或在特定参数条件下避开传播衰减与扰动提供传播环境服务,使通信系统工作性能与信道特性达到良好匹配,从而实现提高对潜通信效能的目的。

无线电波透视场强增量法在煤层工作面坑透探测中的应用

分析了适合坑透实测场强值的煤层工作面坑透场强值计算公式,明确了坑透仪器实测场强值(d B)与电压值之间的关系。提出了采用无线电波透视场强增量法,探查煤层工作面内地质构造赋存情况,并利用改进的电磁波数据处理系统ECT实现了场强增量法的处理。在淮南矿业集团张集矿应用试验的结果表明,该方法能够消除背景场强值的影响,显著提高正常煤层段与地质异常段的场强值差异。由场强增量值反演的电磁波吸收系数成像图能更好地反映地质异常范围,与实际回采验证资料更加吻合。这表明场强增量法可以提高现有坑透仪器的地质异常探测分辨能力,有利于较宽工作面的坑透探查。

1000kV交流单回紧凑型输电线路电磁环境研究

紧凑型输电线路可较大幅度提高自然输送功率,有效压缩输电线路走廊宽度,提高单位走廊利用率,是今后我国特高压输电技术发展的方向之一。为此,对特高压单回紧凑型输电线路导线等边倒三角布置的电磁环境进行了全面研究,综合考虑电气、导线次档距振荡两方面特性和线路经济性等因素,确定了7种较优的导线结构及其分裂间距。建议特高压紧凑型采用与特高压常规线路相同的控制指标,计算了不同导线结构的工频电场、磁感应强度、可听噪声和无线电干扰水平,获得了满足电磁环境要求的导线结构和相间距离,通过比较线路损耗和自然功率等指标确定了10×500与12×400两种较优的导线布置方案,并与特高压常规单、双回线路进行了比较。研究表明特高压紧凑型线路采用10×500导线、相间距离14.9 m时其自然功率较常规单回路典型布置可增加约26%,同时可大幅减小输电走廊,单位走廊输送容量为后者的2.80倍。

工作面坑透场强传播规律及有效透视宽度研究

为求取工作面有效透视宽度,推导了适合坑透仪器实测场强值的工作面坑透实测场强值计算公式,其场强H变化取决于初始场强值H_0、收发距r和吸收系数β。对于相同初始发射场强值的坑透探测,场强传播距离的制约因素为吸收系数值β,β值越小,场强传播距离越大,越适合于坑透探测。提出了利用发射巷近场源区场强数据计算初始场强值,再利用该初始场强值和接收巷透视场强数据计算吸收系数的方法,计算结果比单独的透视场强数据或发射巷场强数据计算更加可靠。提出了煤层工作面坑透有效透视宽度计算公式,由工作面初始场强值、吸收系数值和背景场强值可以计算出坑透探测仪器在某个工作频率探测下的工作面有效透视宽度。淮南矿业集团谢桥矿工作面实际坑透探测资料表明,利用双巷实测的场强数据所计算的初始场强、吸收系数是客观的,由初始场强值、吸收系数值和背景场强值所确定的工作面有效透视宽度值是可靠的,可以合理地指导工作面坑透设计与施工。

计算电大尺寸建筑物内电波场强的PSTD方法

本文采用一种新的时域数值方法———伪谱时域 (PSTD)法来计算电大尺寸建筑物内电波场强。提出了由初始条件技术和一维PSTD方程对入射平面波脉冲进行模拟 ,并利用纯散射场法和线性插值把平面波引入求解问题空间 ,有效地解决了PSTD方法中入射波设置问题。

基于k最近邻回归的频谱占用度预测

认知无线电技术可以在授权用户和非授权用户间进行频谱分配,预测模型的建立可帮助非授权用户推断频谱空洞是否可用,不仅能提升频谱利用率而且还能降低冲突率。采用理论分析、监测实验、数学建模、数据实证等方法,对频谱占用度建模理论进行了研究。针对频谱的可预测性问题,通过对数据集的分析,使用k最近邻(k NN)回归模型预测频谱的信道-场强值。基于观测数据呈现出的周期性,提出了一种针对周期性数据进行优化的k NN模型,并用其进行预测。比较了原始k NN回归模型和优化后的周期性k NN模型在测试数据上的预测精度,结果表明优化后的模型比原始的k NN模型有着更好的预测精度。

330kV同塔双回交流输电线路的电磁环境研究

随着公众环保意识的提升,高压输电线路周围的电磁环境问题受到越来越多地关注,关于电磁污染引起的一些纠纷及案件也日益增加。而确定线路下方电场效应、无线电干扰和可听噪声等电磁环境参数是输电线路设计的关键问题之一。文中针对电磁环境中的4个主要电磁参数进行了研究,并基于对这些参数的分析确定了线路的设计方案。文中以陕西某条设计中的330 k V同塔双回交流输电线路为研究对象,详细分析研究其电磁参数。计算了腰型和紧凑型2种塔型下的导线表面电场强度、无线电干扰、可听噪声等电磁参数,对同相序和异相序2种情况下的各参数进行对比分析后,给出了最佳设计方案,为实际线路设计提供了有效的参考依据。