一种大型地下工程整体HEMP环境实测系统及测量方法与流程

技术特征：
1.一种大型地下工程整体hemp环境实测系统，包括连续波电流源、功率放大器、大型偶极子天线、接收天线、数据采集仪和信号处理终端，其特征是：所述大型偶极子天线连接功率放大器，所述功率放大器连接连续波电流源，大型偶极子天线通过无线信号连接接收天线，所述接收天线连接数据采集仪，所述数据采集仪连接信号处理终端形成所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统。2.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，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。3.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述连续波电流源的工作频带为100khz～300mhz，正弦连续波，频率调节分辨率为1khz，谐波失真度低于0.5％，接地要求低于15ω。4.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述功率放大器将连续波功率放大后输入大型偶极子天线，功率能调节，以保证大型偶极子天线辐射稳定的电磁场。5.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述功率放大器的工作频带为100khz～300mhz，连续输出功率为1w～100w，功率调节分辨率为1w。6.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述大型偶极子天线垂直于地面布放，辐射电磁场。7.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述大型偶极子天线的长度为75m～750m。8.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述接收天线为环形全向天线，接收偶极子天线辐射的电磁场，接收天线的采样率为1ghz，模拟输入范围为
±
10v。9.根据权利要求1所述的大型地下工程整体hemp环境实测系统，其特征是：所述信号处理终端对采集到的连续波信号进行存储和后期处理。10.实施权利要求1～9任一权利要求所述的一种大型地下工程整体hemp环境实测系统的一种大型地下工程整体hemp环境测量方法，其特征是：所述测量方法具体包括如下步骤：第一步、首先将大型偶极子天线、连续波电流源和功率放大器布放至距离大型地下工程1～5km处，大型偶极子天线垂直于地面布放，一端接地，另一端用挂载；第二步、将连续波电流源和功率放大器开机预热；第三步、连续波电流源发射不同频率的连续波信号，并使用接收天线和数据采集仪接收采集工程内外的电磁场信号；第四步、将采集到的电磁场信号使用信号处理终端按如下方式处理：a、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可表示为：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；
b、由连续波衰减量估计脉冲波响应：将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x(t)时地下工程内部环境；第五步、最后系统运行结束，各设备关机。

技术总结
一种大型地下工程整体HEMP环境实测系统及测量方法，涉及电磁测量领域，本发明中大型偶极子天线连接功率放大器，所述功率放大器连接连续波电流源，大型偶极子天线通过无线信号连接接收天线，所述接收天线连接数据采集仪，所述数据采集仪连接信号处理终端，连续波电流源发射不同频率的连续波信号，并使用接收天线和数据采集仪接收采集工程内外的电磁场信号，将采集到的信号使用信号处理终端处理，可为人防工程、城市综合管廊系统、城市地铁系统等大型地下工程整体HEMP环境实测评估提供设备支撑等，本发明具有结构简便，操作方便，使用效果好等特点，适合大范围的推广和应用。适合大范围的推广和应用。适合大范围的推广和应用。


技术研发人员：何为 熊久良 李跃波 杨杰 闫民华 张耀辉 黄刘宏 潘征 张烨
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所
技术研发日：2021.04.23
技术公布日：2021/10/19