[发明专利]利用低频磁场天线遥感测量人工引雷初始连续电流的方法

摘要

本发明公开了一种利用低频磁场天线遥感测量人工引雷初始连续电流的方法，利用低频磁场天线在有效探测频段范围外的频率响应特征，采用数值积分的方法对在距离人工引雷闪电通道近距离处获得的磁场波形进行数学处理，可有效去除测量过程中噪声信号的影响，获得人工引雷实验中特征性放电过程，即初始连续电流的高时间分辨率波形。本发明的低频磁场天线制作和架设相对简单，成本较低，可以根据实验要求的不同调节磁场天线增益等参数，可操作性更强；反演得到的人工引雷初始连续电流结果性噪比很高，测量实验中不必将传感器布设在电流路径上，在诸如自然闪电等没有闪电电流直接测量的情况下，通过该反演方法可以得到连续电流放电过程的时变波形。

主权项

1.一种利用低频磁场天线遥感测量人工引雷初始连续电流的方法，其特征在于，所述利用低频磁场天线遥感测量人工引雷初始连续电流的方法利用低频磁场天线在有效探测频段范围外的频率响应特征，采用数值积分的方法对在距离人工引雷闪电通道近距离处获得的磁场波形进行数学处理，有效去除测量过程中噪声信号的影响，获得人工引雷实验中特征性放电过程，即初始连续电流的高时间分辨率波形；所述低频磁场天线包括：磁传感器，采用密绕金属导线线圈，同轴金属导线线圈密绕在一根相对磁导率在10²量级的软磁材料磁棒上，磁传感器封装在高强度PVC塑性套管中，采用T型连接管件组合成正交传感器；密绕线圈等效为由电阻R，电容C和电感L组成的电路；磁传感器与信号处理电路相连，信号处理电路包括斩波电阻、一个两级放大电路和一个高通滤波器；其中斩波电阻使该磁场测量系统带宽可调；两级放大电路使得测量系统增益可调；高通滤波器用于过滤工频噪声；磁传感器与信号处理电路板封装在非屏蔽盒内组成磁场天线室外部分，并对屏蔽盒做防水处理；所述磁场天线测到的磁场B包括感应场B_i和测量白噪声B_n，满足静磁学中的Biot‑Savart定律：其中h(t)为时间t的闪电通道长度，h(t)当做常数处理，α为待定比例系数；由于测量白噪声B_n在数值积分运算中相互抵消，令β＝1/(α.h(t))，则公式可改写为从近距离磁信号获得通道底部电流波形的关系式：常数β通过现场标定获得。