風(fēng)機繞射損耗估算方法及對電子系統(tǒng)影響的分析

張連迎+李川川

摘 要： 針對風(fēng)力發(fā)電機對電磁波產(chǎn)生的繞射效應(yīng)，提出風(fēng)力發(fā)電機繞射估算適用有限寬度屏蔽的繞射損耗計算模型；通過刀刃形障礙物繞射損耗估算方法和有限寬度的屏蔽繞射損耗估算方法， 可以得出風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算值， 并據(jù)此進行了仿真計算。計算表明位于雷達覆蓋扇區(qū)內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗會導(dǎo)致雷達漏警率和虛警率的提高。

關(guān)鍵詞： 風(fēng)力發(fā)電機； 繞射； 損耗； 估算方法

中圖分類號： TN995?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0035?03

Analysis of the estimation method of diffraction loss over windmill

and its influence to electronic system

ZHANG Lian?ying1， LI Chuan?chuan2

（1. The 22nd Research Institute， CETC， Qingdao 266107， China； 2. Air Force Military Representative Office Stationed in Jinan Region， Jinan 250000， China）

Abstract： Aiming at the diffraction effect of wind drive generator to electromagnetic wave， a calculation model of wind drive generator diffraction estimation is proposed， which is suitable for finite?width shielded diffraction loss calculation. The estimated value of wind drive generator diffraction loss is obtained through the loss estimation method of the Single knife?edge obstacle diffraction and finite?width shielded diffraction， and the simulating calculation is conducted. It is indicated that the wind drive generator in radar coverage sector can cause the improvement of false?detecting and leaking?detecting probability.

Keywords： wind drive generator； diffraction； loss； estimation method

0 引 言

近年來，由于石油、煤炭能傳統(tǒng)資源供應(yīng)的日益緊張以及利用可再生綠色能源呼聲的高漲，風(fēng)力發(fā)電發(fā)展十分迅速。據(jù)估計，截至2007年底，全球風(fēng)電機組總裝機容量[1]已超過1 103 MW，并以每年58%的增長率迅速擴張[2]。我國的西北內(nèi)陸地區(qū)和東南沿海風(fēng)電資源充沛，陸上和海上風(fēng)電事業(yè)發(fā)展迅速。

但是大量風(fēng)電場的建設(shè)也帶來一些比較突出的問題。比如海上風(fēng)電場的建設(shè)，對航海安全和對海探測雷達等都會產(chǎn)生重大影響。風(fēng)電場的建設(shè)會改變附近船舶的航海路線[3]；特別是由于海上風(fēng)電場分布比較集中，對于對海探測雷達而言，風(fēng)電場的產(chǎn)生的物標散射、繞射等對雷達而言都是非常不利的因素。因此研究風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法對評估海上風(fēng)電場對雷達的影響具有十分重要的工程應(yīng)用價值。

1 風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗計算模型

風(fēng)力發(fā)電機主要由支塔、葉片等組成。出于工程計算考慮，葉片尺寸和高度均比支塔較小，且葉片一般為非金屬的輕質(zhì)材料，其影響力要比支塔弱，因此在估算風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗時，將支塔作為主要的計算對象。

本文僅考慮單部風(fēng)機的影響，此時可將風(fēng)機看做孤立的障礙物。對于孤立的障礙物，為了簡化計算，通常將障礙物的形狀理想化[4]。一種情況是當(dāng)障礙物的厚度相對較窄時可假定為刀刃形障礙物；一種情況是當(dāng)障礙物的厚度相對較寬時可假定為平滑的物體，并在頂部可定義出曲率半徑，這種障礙物可假定為圓形障礙物[5]。

考慮到風(fēng)力發(fā)電機支塔的幾何形狀，可以在縱向上將其看做一種刀刃形障礙物。然而理想的刀刃形障礙物其寬度是無限大的[6]，單純應(yīng)用刀刃形障礙物繞射損耗進行計算會帶來很大的誤差。

ITU?R.P.526建議書中提出了有限寬度屏蔽的繞射損耗計算模型[7]。主要思想是將障礙物等效為三個孤立的刀刃形障礙物，也即屏蔽的頂部和兩側(cè)。風(fēng)力發(fā)電機支塔的形狀與ITU?R.P.526建議書中對有限寬度的屏蔽的要求較為吻合，因此將有限寬度屏蔽的繞射損耗計算模型應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法的研究是合適的。

2 風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法

2.1 刀刃形障礙物繞射損耗估算方法

有限寬度的屏蔽將障礙物等效為三個孤立的刀刃形障礙物，因此應(yīng)首先計算這三個障礙物的繞射損耗。

為了簡化計算，工程上常采用近似公式計算繞射損耗。刃形繞射損耗[Ld]的近似計算公式如下[8]：

[Ld=6-6.9HcH0，-1

式中：[Hc]代表路徑余隙（單位：m）；[H0]代表了自由空間余隙（單位：m）。

[Hc]可按下述公式計算：

[Hc=h1+（h2-h1）d1d-1 000d1d22Ka-hs] （2）

式（2）中各參數(shù)的定義如下：[h1]為發(fā)射天線與探測目標的標高較低者，[h2]發(fā)射天線與探測目標的標高較高者，兩者單位均為m；[d1]為標高高的一端距風(fēng)機的距離（單位：km）；[d]為發(fā)射天線與探測目標的距離（單位：km）；[d2=d-d1]（單位：km）；[a]為等效地球半徑（單位：km）；[K]為等效地球半徑系數(shù)，通常取[9]1.333；[hs]為障礙物標高（單位：m）。

[H0]可按下述公式計算[10]：

[H0=18.26λd1d2d] （3）

式中：[λ]為波長（單位：m）；其他參數(shù)含義同式（2）。

此處需要特別強調(diào)的是，式（2）用于屏蔽的頂部計算時，高度參數(shù)是各物體的垂直高程；對于屏蔽兩側(cè)的計算，可以認為電波在一個水平面上傳播，因此此處所謂的高度應(yīng)是水平“高程”，也就是物體的寬度。

2.2 有限寬度的屏蔽繞射損耗估算方法

通過將有限寬度的人為屏蔽橫擋于電波傳播方向上，能夠在接收地點達到干擾抑制。此種場合，應(yīng)考慮存在三個刀刃形障礙物，也即屏蔽的頂部和兩側(cè)，計算三個刀刃形障礙物的繞射損耗。三個獨立的障礙物會同時產(chǎn)生建設(shè)性和破壞性的影響。

有限寬度的屏蔽繞射損耗估算步驟如下：

步驟1：應(yīng)用式（1）估算三個刀刃形障礙物的繞射損耗[L1]，[L2]，[L3]。

步驟2：將每個繞射損耗按式（4）轉(zhuǎn)化：

[Ji=10-0.1×Li] （4）

步驟3：計算綜合繞射損耗：

[L=-10lgi=13Ji] （5）

[L]即為由風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的繞射損耗估計值（單位：dB）。

3 仿真計算

3.1 典型風(fēng)力發(fā)電機的參數(shù)

為了增加研究的針對性，具體計算中以上海東海大橋100 MW海上風(fēng)電示范項目（以下簡稱上海風(fēng)電工程）作為算例進行分析。

上海風(fēng)電工程是我國上海風(fēng)力發(fā)電的示范項目[11]，在東海大橋東側(cè)的上海市海域安裝34臺單機容量為3 MW的風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量為102 MW，每臺風(fēng)機直徑均為5 m，高度為90 m，風(fēng)機按照東西方向距離為500 m，南北方向距離為1 000 m排列在東海大橋以東附近海域。

下述計算過程中均假設(shè)風(fēng)機支塔高度為90 m，直徑為5 m。

3.2 對不同距離目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度為10 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為10～110 km，步進20 km；計算頻率取3 GHz。

利用上述風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法可得到風(fēng)機對不同距離上的目標的繞射損耗。計算結(jié)果見表1。

表1 風(fēng)機對不同距離目標影響的計算結(jié)果

[目標離風(fēng)機距離 /km＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&1.51＼&30＼&0.77＼&50＼&-0.04＼&70＼&-0.86＼&90＼&-1.69＼&110＼&-2.52＼&]

3.3 對不同高度目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度在10～90 m變化，計算步進20 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為50 km；計算頻率取3 GHz。計算結(jié)果見表2。

表2 風(fēng)機對不同高度目標影響的計算結(jié)果

[目標高度 /m＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&-0.04＼&30＼&-0.05＼&50＼&-0.06＼&70＼&-0.08＼&90＼&-0.15＼&]

3.4 仿真計算結(jié)果分析

從表1看來，風(fēng)機對不同距離上的目標其影響是不一樣的，近距離的目標上，風(fēng)機會對信號產(chǎn)生一定的繞射損耗；但是在較遠距離的目標上，反而出現(xiàn)了負損耗也即產(chǎn)生了一定的信號增益。

上述“負損耗”其實是一種障礙增益，一般在障礙物高出收發(fā)連線時出現(xiàn)。在一些極端條件下，障礙增益甚至可以達到幾十個dB[12]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：通過頂部刀刃繞射的信號由于相當(dāng)于提高了發(fā)射天線高度，地面衰減隨之變??；通過頂部刀刃繞射的信號可以通過直射或地面反射到達目標；通過兩側(cè)繞射也有兩路信號，在極端條件下會收到四條近于同相相加的信號，導(dǎo)致信號出現(xiàn)一定程度的增強。

表2在所有目標高度上也出現(xiàn)了上述增益現(xiàn)象，并且目標高度越高，增益稍強。

表2同時反映了風(fēng)機對低高度目標影響較弱，相對的，發(fā)射天線高度越高，風(fēng)機對同一高度目標影響也會較弱；這主要是因為收發(fā)高度提高之后，障礙物對第一菲涅爾區(qū)的遮擋效應(yīng)相應(yīng)減弱。

風(fēng)機可能會對信號產(chǎn)生衰減，可能會導(dǎo)致雷達漏警；但同時絕對不能認為上述“負損耗”現(xiàn)象是一種有益增益，因為這種增益很可能建立在多徑傳播基礎(chǔ)之上，回波信號在幅度增強的同時相位會發(fā)生畸變，對雷達系統(tǒng)而言，很可能會導(dǎo)致雷達虛警誤報或計算目標運行速度時產(chǎn)生嚴重偏差。

4 結(jié) 語

風(fēng)電作為綠色可再生能源，隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展水平的提高會得到大量普及。但是上述計算表明，對于對海探測雷達而言，若風(fēng)電場在探測覆蓋區(qū)內(nèi)，會導(dǎo)致漏警率或虛警率的提高。因此在建設(shè)風(fēng)電設(shè)施時必須對其對周邊電子系統(tǒng)的影響進行充分的評估，減少不必要的經(jīng)濟損失。

參考文獻

[1] 葛川，何炎平，葉宇，等.海上風(fēng)電場的發(fā)展、構(gòu)成和基礎(chǔ)形式[J].中國海洋平臺，2008，23（6）：32?35.

[2] 宋礎(chǔ)，劉漢中.海上風(fēng)力發(fā)電場開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢[J].新能源，2006（2）：57?58.

[3] 劉克中，張金奮，嚴新平，等.海上風(fēng)電場對航海雷達探測性能影響研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報：交通科學(xué)與工程版，2010，34（3）：34?36.

[4] 焦培南.雷達環(huán)境與電波傳播特性[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[5] 熊皓.電磁波傳播與空間環(huán)境[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[6] 謝益溪.無線電波傳播?原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[7] ITU. R.P?526?9 Propagation by diffraction [S]. USA： ITU， 2009.

[8] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T13619?1992微波接力通信系統(tǒng)干擾計算方法[S].北京：中國標準出版社，2009.

[9] 熊皓.關(guān)于等效地球半徑的概念和定義問題[J].電波科學(xué)學(xué)報，1997（1）：10?14.

[10] 汪茂光.幾何繞射理論[M].西安：西北電訊工程學(xué)院出版社，1989.

[11] 劉彤.航海雷達電磁波繞射仿真模型及其應(yīng)用[J].計算機仿真，2002（5）：86?87.

[12] 熊皓.無線電波傳播[M].北京：電子工業(yè)出版社，1998.

[Hc=h1+（h2-h1）d1d-1 000d1d22Ka-hs] （2）

式（2）中各參數(shù)的定義如下：[h1]為發(fā)射天線與探測目標的標高較低者，[h2]發(fā)射天線與探測目標的標高較高者，兩者單位均為m；[d1]為標高高的一端距風(fēng)機的距離（單位：km）；[d]為發(fā)射天線與探測目標的距離（單位：km）；[d2=d-d1]（單位：km）；[a]為等效地球半徑（單位：km）；[K]為等效地球半徑系數(shù)，通常取[9]1.333；[hs]為障礙物標高（單位：m）。

[H0]可按下述公式計算[10]：

[H0=18.26λd1d2d] （3）

式中：[λ]為波長（單位：m）；其他參數(shù)含義同式（2）。

此處需要特別強調(diào)的是，式（2）用于屏蔽的頂部計算時，高度參數(shù)是各物體的垂直高程；對于屏蔽兩側(cè)的計算，可以認為電波在一個水平面上傳播，因此此處所謂的高度應(yīng)是水平“高程”，也就是物體的寬度。

2.2 有限寬度的屏蔽繞射損耗估算方法

通過將有限寬度的人為屏蔽橫擋于電波傳播方向上，能夠在接收地點達到干擾抑制。此種場合，應(yīng)考慮存在三個刀刃形障礙物，也即屏蔽的頂部和兩側(cè)，計算三個刀刃形障礙物的繞射損耗。三個獨立的障礙物會同時產(chǎn)生建設(shè)性和破壞性的影響。

有限寬度的屏蔽繞射損耗估算步驟如下：

步驟1：應(yīng)用式（1）估算三個刀刃形障礙物的繞射損耗[L1]，[L2]，[L3]。

步驟2：將每個繞射損耗按式（4）轉(zhuǎn)化：

[Ji=10-0.1×Li] （4）

步驟3：計算綜合繞射損耗：

[L=-10lgi=13Ji] （5）

[L]即為由風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的繞射損耗估計值（單位：dB）。

3 仿真計算

3.1 典型風(fēng)力發(fā)電機的參數(shù)

為了增加研究的針對性，具體計算中以上海東海大橋100 MW海上風(fēng)電示范項目（以下簡稱上海風(fēng)電工程）作為算例進行分析。

上海風(fēng)電工程是我國上海風(fēng)力發(fā)電的示范項目[11]，在東海大橋東側(cè)的上海市海域安裝34臺單機容量為3 MW的風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量為102 MW，每臺風(fēng)機直徑均為5 m，高度為90 m，風(fēng)機按照東西方向距離為500 m，南北方向距離為1 000 m排列在東海大橋以東附近海域。

下述計算過程中均假設(shè)風(fēng)機支塔高度為90 m，直徑為5 m。

3.2 對不同距離目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度為10 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為10～110 km，步進20 km；計算頻率取3 GHz。

利用上述風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法可得到風(fēng)機對不同距離上的目標的繞射損耗。計算結(jié)果見表1。

表1 風(fēng)機對不同距離目標影響的計算結(jié)果

[目標離風(fēng)機距離 /km＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&1.51＼&30＼&0.77＼&50＼&-0.04＼&70＼&-0.86＼&90＼&-1.69＼&110＼&-2.52＼&]

3.3 對不同高度目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度在10～90 m變化，計算步進20 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為50 km；計算頻率取3 GHz。計算結(jié)果見表2。

表2 風(fēng)機對不同高度目標影響的計算結(jié)果

[目標高度 /m＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&-0.04＼&30＼&-0.05＼&50＼&-0.06＼&70＼&-0.08＼&90＼&-0.15＼&]

3.4 仿真計算結(jié)果分析

從表1看來，風(fēng)機對不同距離上的目標其影響是不一樣的，近距離的目標上，風(fēng)機會對信號產(chǎn)生一定的繞射損耗；但是在較遠距離的目標上，反而出現(xiàn)了負損耗也即產(chǎn)生了一定的信號增益。

上述“負損耗”其實是一種障礙增益，一般在障礙物高出收發(fā)連線時出現(xiàn)。在一些極端條件下，障礙增益甚至可以達到幾十個dB[12]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：通過頂部刀刃繞射的信號由于相當(dāng)于提高了發(fā)射天線高度，地面衰減隨之變??；通過頂部刀刃繞射的信號可以通過直射或地面反射到達目標；通過兩側(cè)繞射也有兩路信號，在極端條件下會收到四條近于同相相加的信號，導(dǎo)致信號出現(xiàn)一定程度的增強。

表2在所有目標高度上也出現(xiàn)了上述增益現(xiàn)象，并且目標高度越高，增益稍強。

表2同時反映了風(fēng)機對低高度目標影響較弱，相對的，發(fā)射天線高度越高，風(fēng)機對同一高度目標影響也會較弱；這主要是因為收發(fā)高度提高之后，障礙物對第一菲涅爾區(qū)的遮擋效應(yīng)相應(yīng)減弱。

風(fēng)機可能會對信號產(chǎn)生衰減，可能會導(dǎo)致雷達漏警；但同時絕對不能認為上述“負損耗”現(xiàn)象是一種有益增益，因為這種增益很可能建立在多徑傳播基礎(chǔ)之上，回波信號在幅度增強的同時相位會發(fā)生畸變，對雷達系統(tǒng)而言，很可能會導(dǎo)致雷達虛警誤報或計算目標運行速度時產(chǎn)生嚴重偏差。

4 結(jié) 語

風(fēng)電作為綠色可再生能源，隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展水平的提高會得到大量普及。但是上述計算表明，對于對海探測雷達而言，若風(fēng)電場在探測覆蓋區(qū)內(nèi)，會導(dǎo)致漏警率或虛警率的提高。因此在建設(shè)風(fēng)電設(shè)施時必須對其對周邊電子系統(tǒng)的影響進行充分的評估，減少不必要的經(jīng)濟損失。

參考文獻

[1] 葛川，何炎平，葉宇，等.海上風(fēng)電場的發(fā)展、構(gòu)成和基礎(chǔ)形式[J].中國海洋平臺，2008，23（6）：32?35.

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[3] 劉克中，張金奮，嚴新平，等.海上風(fēng)電場對航海雷達探測性能影響研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報：交通科學(xué)與工程版，2010，34（3）：34?36.

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[11] 劉彤.航海雷達電磁波繞射仿真模型及其應(yīng)用[J].計算機仿真，2002（5）：86?87.

[12] 熊皓.無線電波傳播[M].北京：電子工業(yè)出版社，1998.

[Hc=h1+（h2-h1）d1d-1 000d1d22Ka-hs] （2）

式（2）中各參數(shù)的定義如下：[h1]為發(fā)射天線與探測目標的標高較低者，[h2]發(fā)射天線與探測目標的標高較高者，兩者單位均為m；[d1]為標高高的一端距風(fēng)機的距離（單位：km）；[d]為發(fā)射天線與探測目標的距離（單位：km）；[d2=d-d1]（單位：km）；[a]為等效地球半徑（單位：km）；[K]為等效地球半徑系數(shù)，通常取[9]1.333；[hs]為障礙物標高（單位：m）。

[H0]可按下述公式計算[10]：

[H0=18.26λd1d2d] （3）

式中：[λ]為波長（單位：m）；其他參數(shù)含義同式（2）。

此處需要特別強調(diào)的是，式（2）用于屏蔽的頂部計算時，高度參數(shù)是各物體的垂直高程；對于屏蔽兩側(cè)的計算，可以認為電波在一個水平面上傳播，因此此處所謂的高度應(yīng)是水平“高程”，也就是物體的寬度。

2.2 有限寬度的屏蔽繞射損耗估算方法

通過將有限寬度的人為屏蔽橫擋于電波傳播方向上，能夠在接收地點達到干擾抑制。此種場合，應(yīng)考慮存在三個刀刃形障礙物，也即屏蔽的頂部和兩側(cè)，計算三個刀刃形障礙物的繞射損耗。三個獨立的障礙物會同時產(chǎn)生建設(shè)性和破壞性的影響。

有限寬度的屏蔽繞射損耗估算步驟如下：

步驟1：應(yīng)用式（1）估算三個刀刃形障礙物的繞射損耗[L1]，[L2]，[L3]。

步驟2：將每個繞射損耗按式（4）轉(zhuǎn)化：

[Ji=10-0.1×Li] （4）

步驟3：計算綜合繞射損耗：

[L=-10lgi=13Ji] （5）

[L]即為由風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的繞射損耗估計值（單位：dB）。

3 仿真計算

3.1 典型風(fēng)力發(fā)電機的參數(shù)

為了增加研究的針對性，具體計算中以上海東海大橋100 MW海上風(fēng)電示范項目（以下簡稱上海風(fēng)電工程）作為算例進行分析。

上海風(fēng)電工程是我國上海風(fēng)力發(fā)電的示范項目[11]，在東海大橋東側(cè)的上海市海域安裝34臺單機容量為3 MW的風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量為102 MW，每臺風(fēng)機直徑均為5 m，高度為90 m，風(fēng)機按照東西方向距離為500 m，南北方向距離為1 000 m排列在東海大橋以東附近海域。

下述計算過程中均假設(shè)風(fēng)機支塔高度為90 m，直徑為5 m。

3.2 對不同距離目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度為10 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為10～110 km，步進20 km；計算頻率取3 GHz。

利用上述風(fēng)力發(fā)電機繞射損耗估算方法可得到風(fēng)機對不同距離上的目標的繞射損耗。計算結(jié)果見表1。

表1 風(fēng)機對不同距離目標影響的計算結(jié)果

[目標離風(fēng)機距離 /km＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&1.51＼&30＼&0.77＼&50＼&-0.04＼&70＼&-0.86＼&90＼&-1.69＼&110＼&-2.52＼&]

3.3 對不同高度目標的影響

假設(shè)發(fā)射天線高度為100 m，天線水平寬度為10 m，距離某部風(fēng)力發(fā)電機約10 km；目標高度在10～90 m變化，計算步進20 m，目標寬度為20 m，計算時取目標離風(fēng)力發(fā)電機的距離為50 km；計算頻率取3 GHz。計算結(jié)果見表2。

表2 風(fēng)機對不同高度目標影響的計算結(jié)果

[目標高度 /m＼&繞射損耗 /dB＼&10＼&-0.04＼&30＼&-0.05＼&50＼&-0.06＼&70＼&-0.08＼&90＼&-0.15＼&]

3.4 仿真計算結(jié)果分析

從表1看來，風(fēng)機對不同距離上的目標其影響是不一樣的，近距離的目標上，風(fēng)機會對信號產(chǎn)生一定的繞射損耗；但是在較遠距離的目標上，反而出現(xiàn)了負損耗也即產(chǎn)生了一定的信號增益。

上述“負損耗”其實是一種障礙增益，一般在障礙物高出收發(fā)連線時出現(xiàn)。在一些極端條件下，障礙增益甚至可以達到幾十個dB[12]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：通過頂部刀刃繞射的信號由于相當(dāng)于提高了發(fā)射天線高度，地面衰減隨之變??；通過頂部刀刃繞射的信號可以通過直射或地面反射到達目標；通過兩側(cè)繞射也有兩路信號，在極端條件下會收到四條近于同相相加的信號，導(dǎo)致信號出現(xiàn)一定程度的增強。

表2在所有目標高度上也出現(xiàn)了上述增益現(xiàn)象，并且目標高度越高，增益稍強。

表2同時反映了風(fēng)機對低高度目標影響較弱，相對的，發(fā)射天線高度越高，風(fēng)機對同一高度目標影響也會較弱；這主要是因為收發(fā)高度提高之后，障礙物對第一菲涅爾區(qū)的遮擋效應(yīng)相應(yīng)減弱。

風(fēng)機可能會對信號產(chǎn)生衰減，可能會導(dǎo)致雷達漏警；但同時絕對不能認為上述“負損耗”現(xiàn)象是一種有益增益，因為這種增益很可能建立在多徑傳播基礎(chǔ)之上，回波信號在幅度增強的同時相位會發(fā)生畸變，對雷達系統(tǒng)而言，很可能會導(dǎo)致雷達虛警誤報或計算目標運行速度時產(chǎn)生嚴重偏差。

4 結(jié) 語

風(fēng)電作為綠色可再生能源，隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展水平的提高會得到大量普及。但是上述計算表明，對于對海探測雷達而言，若風(fēng)電場在探測覆蓋區(qū)內(nèi)，會導(dǎo)致漏警率或虛警率的提高。因此在建設(shè)風(fēng)電設(shè)施時必須對其對周邊電子系統(tǒng)的影響進行充分的評估，減少不必要的經(jīng)濟損失。

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