[发明专利]一种大型地下工程整体HEMP环境实测评估方法

权利要求书

1.一种大型地下工程整体HEMP环境实测评估方法，其特征是：所述评估方法具体包括如下步骤：

第一步、准备及布放测量系统：

A、布放测量系统：

测量系统构中大型偶极子天线垂直于地面布放，一端接地，另一端挂载，距离大型地下工程1～5km，通过连续波电流源激励大型偶极子天线后辐射出电磁波；

B、电场强度衰减量计算：

地下工程内部某一点P位置处在频率为f的入射连续波作用下的电场衰减量表示为：

其中，S_dB(f)表示频率f连续波电场的衰减量，E_P0(f)表示频率f的连续波在地下工程外地面处电场强度，E_P(f)表示地下工程内部P点位置处的电场强度；

C、由连续波衰减量估计脉冲波响应：

地下工程被覆层整体视为一个大型屏蔽结构，若将电磁波进入地下工程的过程视为一个信号传输系统，显然它是一个因果线性系统或弱非线性系统，设HEMP时域函数为x(t)，经过一个系统后输出为y(t)，设系统的传递函数为h(t)，则有

Y(ω)＝X(ω)H(ω)

其中Y(ω)、X(ω)和H(ω)分别是x(t)、y(t)和h(t)的傅里叶变换，H(ω)是系统的频域响应，写成幅度和相位的形式为

H(ω)＝|H(ω)|e^jθ(ω)

|H(ω)|为幅频特性，e^jθ(ω)为相频特性，θ(ω)为相角；

对于一个因果线性系统来说，无论输入信号如何，时域传递函数h(t)是固定不变的，地下工程被覆层可视为因果线性系统，其相频特性可以任意选择，但满足最小相位条件的相频特性是唯一的，设一个因果线性系统的频域响应为H(ω)，则

H(ω)＝H_R(ω)+jH_I(ω)＝|H(ω)|e^jθ(ω)

其中H(ω)的实部H_R(ω)与虚部H_I(ω)满足Hilbert变换关系，即

H_I(ω)＝-Hilbert(H_R(ω))

e^jθ(ω)为相频特性，式(4)两边取自然对数

ln(H(ω))＝ln|H(ω)|+jθ(ω)

则ln|H(ω)|与相角θ(ω)也满足Hilbert变换关系，即

θ(ω)＝-Hilbert(ln|H(ω)|)

因此，由|H(ω)|即可估计得到θ(ω)，进而计算得到H(ω)，由

h(t)＝F^-1(H(ω))

其中F^-1表示傅里叶逆变换，因此可根据式(2)估计出入射信号为HEMP时地下工程内部环境；

第二步、选定测量频点和地下工程内外测点位置，测量地下工程内外所有频点的电场强度E_P(f)和E_P0(f)；

第三步、计算所有测量频点的衰减量S_dB(f)；

第四步、对S_dB(f)线性插值得到幅频响应|H(ω)|；

第五步、由|H(ω)|估计θ(ω)和H(ω)，并计算时域传递函数h(t)；

第六步、设置地下工程外入射电磁波x(t)为HEMP波形，计算工程内测点处的HEMP环境y(t)。

第七步、最后系统运行结束，关闭测量系统。

2.根据权利要求1所述的大型地下工程整体HEMP环境实测评估方法，其特征是：所述第一步中测量系统包括连续波电流源、大型偶极子天线、接收天线、数据采集仪和信号处理终端，所述大型偶极子天线垂直于地面布放，大型偶极子天线的一端接地，大型偶极子天线的另一端用无人机或氦气球挂载，距离大型地下工程2km，大型偶极子天线连接连续波电流源，大型偶极子天线通过无线信号连接处于地下工程内的接收天线，所述接收天线依次连接数据采集仪和信号处理终端，连续波电流源激励大型偶极子天线后辐射出电磁波。

3.根据权利要求2所述的大型地下工程整体HEMP环境实测评估方法，其特征是：所述连续波电流源为系统提供稳定的连续波输入。