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第1篇 电磁辐射环境影响预测计算3

第1章 电磁辐射基础3

1.1电磁辐射源3

1.1.1移动通信基站3

1.1.2高压输电系统6

1.1.3广播、电视发射塔6

1.1.4雷达6

1.1.5 ISM设备7

1.1.6电气化铁路7

1.1.7手机信号屏蔽器7

1.1.8手机7

1.1.9电磁辐射防护限值8

1.2电磁波的传播特性9

1.2.1电磁波的频率和频谱9

1.2.2电磁波的幅度17

1.2.3电磁波的带宽和波形17

1.2.4电磁波的极化特性18

1.2.5近区场和远区场21

1.2.6电磁波的传播和衰减23

1.3电磁辐射的预测计算26

1.3.1一些基本参数26

1.3.2地面波场强26

1.3.3视距传播信号的场强28

1.3.4 ISM设备的电磁泄漏场强30

1.4射线跟踪算法31

1.4.1反射和绕射31

1.4.2射线跟踪中的求交算法32

1.4.3射线跟踪中的反射点计算35

1.4.4射线跟踪中的绕射点计算36

1.4.5混合射线中反射点、绕射点计算38

1.4.6射线跟踪基本算法39

1.4.7多径射线的跟踪41

1.5电磁环境仿真48

1.5.1 FDTD基本方程49

1.5.2利用FDTD算法求解电磁环境的步骤52

参考文献54

第2章 电磁辐射源周围地物环境的模拟55

2.1建筑物的等效电参数55

2.1.1建筑物等效电参数的参考值55

2.1.2利用开口同轴探头法测量建筑物的等效电参数56

2.1.3利用自由空间法测量建筑物的等效电参数70

2.1.4利用透射系数反演建筑物的等效电参数75

2.2建立大型电磁辐射源附近三维地形、地物模型的通用方法76

2.2.1电磁辐射源虚拟仿真系统基本原理76

2.2.2基本模型组件管理80

2.2.3母版建筑物模型装配89

2.2.4三维场景快速布局94

参考文献107

第3章 高压输电线路电磁环境预测计算109

3.1高压交流输电线路电磁环境预测计算109

3.1.1工频电场预测计算109

3.1.2工频磁场预测计算125

3.1.3无线电干扰预测计算129

3.2高压直流输电系统电磁环境预测计算137

3.2.1合成场强138

3.2.2离子流密度141

3.2.3直流磁感应强度142

3.2.4无线电干扰143

3.2.5接地极及接地极线路环境影响预测和评价143

3.3电气化铁路电磁环境预测计算144

3.3.1工频电、磁场的预测计算模型145

3.3.2无线电干扰的预测计算模型145

参考文献146

第4章 通信基站电磁环境预测计算148

4.1通信基站的电磁辐射148

4.1.1主要的技术参数148

4.1.2智能天线的辐射151

4.2辐射场强计算153

4.2.1普通天线辐射场强的计算153

4.2.2智能天线辐射场强的计算154

4.2.3通信基站附近的防护距离155

4.3建筑物的影响158

4.3.1三套坐标系158

4.3.2射线基坐标系中的场强159

4.3.3不同坐标系统场强的转换162

4.3.4场强计算163

4.4室内电磁环境的预测计算164

参考文献168

第5章 中、短波广播发射电磁环境预测计算169

5.1中、短波广播发射天线169

5.1.1中波广播发射天线的结构169

5.1.2中波广播发射天线上的电流分布169

5.1.3短波广播发射天线170

5.2近区场和远区场171

5.2.1近区场的范围171

5.2.2远区场的范围173

5.2.3中间区分析174

5.2.4小结178

5.3中、短波广播发射电磁辐射场强178

5.3.1中波近区和中间区178

5.3.2辐射远区184

参考文献186

第6章 调频广播、电视广播发射电磁环境预测计算187

6.1调频广播、电视广播发射天线187

6.1.1蝙蝠翼天线187

6.1.2偶极板天线190

6.1.3环形反射板天线193

6.2广播发射电磁辐射场强195

参考文献196

第7章 微波辐射预测计算197

7.1雷达天线197

7.2计算平均发射功率199

7.3计算辐射功率密度199

7.3.1抛物面天线的近区、过渡区和远区199

7.3.2辐射功率密度200

7.3.3任意6分钟内的平均电磁辐射功率密度201

7.3.4计算瞬时峰值功率密度及安全防护距离202

7.4雷达天线周围建筑物限高203

参考文献203

第2篇 电磁辐射环境测量207

第8章 天线基础207

8.1天线的辐射特性和主要参数207

8.1.1辐射方向性207

8.1.2天线的带宽209

8.1.3有效接收面积210

8.1.4天线的阻抗210

8.1.5天线系统的校准系数210

8.2接收天线212

8.3几种常用的天线213

8.3.1环形天线213

8.3.2对称振子天线213

8.3.3双锥天线214

8.3.4对数周期天线214

8.3.5三维正交偶极子天线216

8.4天线阵简介216

参考文献218

第9章 高压输变电系统电磁环境的测量219

9.1高压交流输变电系统电磁环境的测量219

9.1.1工频电场的测量219

9.1.2工频磁场的测量225

9.1.3无线电干扰的测量225

9.2高压直流输变电系统电磁环境的测量226

9.2.1地面合成场强的测量226

9.2.2地面离子流密度的测量229

9.2.3恒定磁场的测量230

9.2.4无线电干扰的测量230

9.3电气化铁路电磁环境的测量230

9.3.1工频电场、磁场的测量230

9.3.2 GSM-R通信基站电磁辐射的测量231

9.3.3无线电干扰的测量231

参考文献232

第10章 射频电磁辐射环境的测量233

10.1测量仪器和测量方法233

10.1.1测量仪器233

10.1.2连续波测量238

10.1.3脉冲信号测量239

10.1.4单频场强测量和某一带宽内综合场强的测量240

10.2中、短波广播发射电磁环境测量244

10.2.1地波测量244

10.2.2天波测量244

10.3调频广播、电视广播发射电磁环境测量245

10.4通信基站电磁环境测量246

10.4.1通信基站电磁环境测量246

10.4.2手机信号屏蔽器电磁辐射环境测量247

10.5微波辐射测量247

10.6去除电磁辐射环境测量中的背景噪声247

10.6.1电磁辐射环境测量中的背景噪声问题247

10.6.2自适应噪声抵消系统原理248

10.6.3自适应噪声抵消测量系统设计252

10.6.4自适应噪声抵消测量算法253

10.6.5利用电磁测量的方法去除背景噪声254

参考文献256

第11章 静态电、磁场的测量257

11.1静电场的测量257

11.1.1静电电位测量仪器257

11.1.2静电电位的测量261

11.2恒定磁场的测量263

11.2.1霍尔效应法263

11.2.2电磁感应法266

参考文献268

第12章 城市电磁环境监测网络269

12.1建立城市电磁环境监测网络的意义269

12.2监测系统设计271

12.2.1监测布点原则271

12.2.2监测网络的硬件设备275

12.2.3监测网络的软件功能281

12.2.4系统的运行及维护285

12.3城市电磁环境监测网络监测结果实例288

12.3.1城市电磁环境空间分布288

12.3.2城市电磁环境时间变化289

参考文献291

第13章 测量误差分析和数据处理293

13.1测量误差分析293

13.1.1测量误差的分类293

13.1.2误差的表示方法301

13.1.3误差的传递303

13.2数据处理304

13.2.1有效数字304

13.2.2有效数字的运算规则305

13.2.3测量结果的数据处理305

参考文献308

附录 电磁辐射建设项目和设备名录309