测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置、试验方法

1.本发明涉及电磁兼容测量领域，具体涉及一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置和试验方法。


背景技术：

2.如何准确测量高压架空输电线路对雷达天线探测威力的遮蔽损耗影响，最直观的方式就是用实际雷达车和标准反射球来配合进行，具体布置如图2所示。
3.但是由于雷达天线移动不便，且标准反射球受气流影响较大，空中无法保持固定位置的悬浮，导致这套测量方案在现场执行难度较大。因此需要提出一种可行的替代方案来准确测量实际线路对雷达天线的探测威力影响。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置、试验方法，所述试验装置，包括：
5.无人机，频谱分析仪，无线网桥，全向天线，控制模块，发射天线，信号源和功率放大器；
6.无人机，用于携带频谱分析仪、无线网桥和全向天线达到预设高度，频谱分析仪通过全向天线接收的发射天线发射的信号；其中，无线网桥的一端与频谱分析仪相连；无线网桥的另一端放置于地面，与控制模块相连；全向天线，与频谱分析仪相连，用于接收发射天线发射的信号；
7.控制模块，用于控制无线网桥，获取频谱分析仪实时采集到的信号，并通过分析所述采集到的信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗；
8.信号源，用于产生连续波信号或模拟调制信号；
9.功率放大器，用于对信号源产生的连续波信号或模拟调制信号进行放大，并通过发射天线发射信号。
10.进一步的，无人机，具体为多旋翼无人机，且安装有三冗余飞行控制器。
11.进一步的，频谱分析仪自带电源，具备数据存储功能。
12.进一步的，无线网桥的定向传输距离大于400m。
13.进一步的，功率放大器的输出功率大于20w。
14.本发明提供的一种利用上述权利要求中任一项所述的用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置的试验方法，包括：
15.将无人机停靠在第一预设位置，在当前位置停留预设时间后，无人机降低高底，并依次停靠在各个预设位置并停留预设时间；
16.信号源发射连续波信号或模拟调制信号，并通过发射天线发射所述连续波信号或模拟调制信号；
17.所述无人机携带的频谱分析仪，在每个预设位置通过全向天线实时接收所述连续
波信号或模拟调制信号；
18.控制模块，通过无线网桥，获取频谱分析仪接收的所述连续波信号或模拟调制信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗。
19.进一步的，所述预设位置，通过如下公式获得：
[0020][0021]
其中，l1是机载天线到线路中心的水平距离(m)；
[0022]
l2是发射天线到线路中心的水平距离(m)；
[0023]
h1是线路最下方导线对地高度(m)；
[0024]
h2是线路最上方导线对地高度(m)。
[0025]hx
是机载天线对地高度(m)。
[0026]
本发明提供的一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置、试验方法，克服了真型雷达移动不便、标准反射球无法稳定静止的缺点，可方便的测量实际线路对雷达天线的遮蔽损耗影响。
附图说明
[0027]
图1是本发明提供的一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置结构图；
[0028]
图2是本发明涉及的利用真型雷达和标准反射球来测量高压架空线路遮蔽损耗的装置结构图；
[0029]
图3是本发明提供的一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验方法的流程示意图。
具体实施方式
[0030]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0031]
实施例1
[0032]
本发明用发射天线替代了雷达天线，用全向天线替代了标准接收球，提出了一种可用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置，整个装置的布置如图1所示。
[0033]
所述试验装置，包括：无人机，频谱分析仪，无线网桥，全向天线，控制模块，发射天线，信号源和功率放大器；
[0034]
无人机，用于携带频谱分析仪、无线网桥和全向天线达到预设高度，频谱分析仪通过全向天线接收的发射天线发射的信号；其中，无线网桥的一端与频谱分析仪相连；无线网桥的另一端放置于地面，与控制模块相连；全向天线，与频谱分析仪相连，用于接收发射天线发射的信号；
[0035]
控制模块，用于控制无线网桥，获取频谱分析仪实时采集到的信号，并通过分析所述采集到的信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗；
[0036]
信号源，用于产生连续波信号或模拟调制信号；
[0037]
功率放大器，用于对信号源产生的连续波信号或模拟调制信号进行放大，并通过发射天线发射信号。
[0038]
无人机，具体为多旋翼无人机，推荐八轴可折叠高稳定性多旋翼无人机，且安装有三冗余飞行控制器，定位飞行时，高度误差
±
0.25m，方向稳定性
±5°
。
[0039]
频谱分析仪自带电源，测量范围需覆盖全部试验所需频率，可通过lan接口进行远程控制，自带电池可支持持续工作，具备数据存储功能。
[0040]
无线网桥的定向传输距离大于400m，百兆无线带宽。
[0041]
全向天线，工作频率需覆盖全部试验所需频率，垂直极化方式，驻波：swr《2.5；增益≥6dbi。
[0042]
控制模块，与频谱分析仪应用软件可安装于笔记本电脑中，通过无线网桥，实现对频谱仪的实时控制与记录。发射天线，工作频率需覆盖全部试验所需频率，驻波：swr《2.5；增益≥6dbi。
[0043]
功率放大器的输出功率大于20w，功率稳定性
±
0.2db。
[0044]
实施例2
[0045]
基于同一发明构思，本发明同时提供一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验方法，如图3所示，包括如下步骤：
[0046]
步骤s101，将无人机停靠在第一预设位置，在当前位置停留预设时间后，无人机降低高底，并依次停靠在各个预设位置并停留预设时间。
[0047]
预设位置，通过如下公式获得：
[0048][0049]
其中，l1是机载天线到线路中心的水平距离(m)；
[0050]
l2是发射天线到线路中心的水平距离(m)；
[0051]
h1是线路最下方导线对地高度(m)；
[0052]
h2是线路最上方导线对地高度(m)。
[0053]hx
是机载天线对地高度(m)。
[0054]
步骤s102，信号源发射连续波信号或模拟调制信号，并通过发射天线发射所述连续波信号或模拟调制信号。
[0055]
步骤s103，所述无人机携带的频谱分析仪，在每个预设位置通过全向天线实时接收所述连续波信号或模拟调制信号。
[0056]
步骤s104，控制模块，通过无线网桥，获取频谱分析仪接收的所述连续波信号或模拟调制信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗。
[0057]
实施例3
[0058]
具体实用如下：
[0059]
(1)网桥一端安装在多旋翼机下，和手持式射频频谱分析仪相连；网桥另一端放置于地面，与笔记本电脑相连。建立频谱分析仪与电脑间的无线连接，操控频谱仪实时传送监测数据。
[0060]
(2)选取开阔区域，对无人机接收系统的接收效率进行标定。
[0061]
(3)在真型线路选取合适的位置，按照图2布置天线和无人机。操作多旋翼无人机
缓慢升空，使得无人机达到高度稳住位置。
[0062]
(4)信号源发射连续波点频信号，覆盖需要考核的全部频段；
[0063]
(5)远程控制高速无线网桥，将频谱仪采集到的信号传送给地面电脑，记录数据。
[0064]
(6)逐步降低无人机高度，重复步骤3和步骤4。
[0065]
(7)处理试验数据，得到架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗。
[0066]
本发明提供的一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置、试验方法，克服了真型雷达移动不便、标准反射球无法稳定静止的缺点，整套技术具备简单高效的优点，可方便的测量实际线路对雷达天线的遮蔽损耗影响，对指导雷达站建设以及雷达布置策略有着重要的作用。
[0067]
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置，其特征在于，包括：无人机，频谱分析仪，无线网桥，全向天线，控制模块，发射天线，信号源和功率放大器；无人机，用于携带频谱分析仪、无线网桥和全向天线达到预设高度，频谱分析仪通过全向天线接收的发射天线发射的信号；其中，无线网桥的一端与频谱分析仪相连；无线网桥的另一端放置于地面，与控制模块相连；全向天线，与频谱分析仪相连，用于接收发射天线发射的信号；控制模块，用于控制无线网桥，获取频谱分析仪实时采集到的信号，并通过分析所述采集到的信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗；信号源，用于产生连续波信号或模拟调制信号；功率放大器，用于对信号源产生的连续波信号或模拟调制信号进行放大，并通过发射天线发射信号。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，无人机，具体为多旋翼无人机，且安装有三冗余飞行控制器。3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，频谱分析仪自带电源，具备数据存储功能。4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，无线网桥的定向传输距离大于400m。5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，功率放大器的输出功率大于20w。6.一种利用如权利要求1至3中任一项所述的用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置的试验方法，其特征在于，包括：将无人机停靠在第一预设位置，在当前位置停留预设时间后，无人机降低高底，并依次停靠在各个预设位置并停留预设时间；信号源发射连续波信号或模拟调制信号，并通过发射天线发射所述连续波信号或模拟调制信号；所述无人机携带的频谱分析仪，在每个预设位置通过全向天线实时接收所述连续波信号或模拟调制信号；控制模块，通过无线网桥，获取频谱分析仪接收的所述连续波信号或模拟调制信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗。7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于，所述预设位置，通过如下公式获得：其中，l1是机载天线到线路中心的水平距离(m)；l2是发射天线到线路中心的水平距离(m)；h1是线路最下方导线对地高度(m)；h2是线路最上方导线对地高度(m)；h
x
是机载天线对地高度(m)。

技术总结
本发明公开了一种用于测量架空线路对电磁波遮蔽损耗的试验装置、试验方法，包括：无人机，频谱分析仪，无线网桥，全向天线，控制模块，发射天线，信号源和功率放大器；无人机，用于携带频谱分析仪、无线网桥和全向天线达到预设高度，频谱分析仪通过全向天线接收的发射天线发射的信号；控制模块，用于控制无线网桥，获取频谱分析仪实时采集到的信号，并通过分析采集到的信号，获得架空线路对不同频率电磁波的遮蔽损耗；信号源，用于产生连续波信号或模拟调制信号；功率放大器，用于对信号源产生的信号进行放大，并通过发射天线发射信号。克服了真型雷达移动不便、标准反射球无法稳定静止的缺点，方便测量实际线路对雷达天线的遮蔽损耗影响。响。响。


技术研发人员：张建功 干喆渊 刘兴发 赵志斌 唐波 徐吉来 刘震寰
受保护的技术使用者：华北电力大学 三峡大学
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/9