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随着雷达台站及邻近风电场建设项目的日益增多,具有旋转叶片电大尺寸特征的风电机对雷达信号无源干扰问题也越显突出。此外,风电机单机容量的大幅提升,叶片扫掠面积增大,使风轮机旋转叶片轴向尺寸和静止桅杆高度、机舱长度也随之攀升,导致风电机对空间电磁环境的影响和雷达追踪探测性能的干扰日显突出。因此,开展风电机对雷达信号无源干扰特性的研究具有极其重要的工程意义,可为雷达信号的电磁干扰防护提供重要的理论支撑和技术手段。 为定量分析风电机的无源干扰问题,本文基于雷达工作机理,确定采用风电机雷达散射截面(RCS)为参量,以进行风电机对雷达的无源干扰评估。主要研究成果如下: 1)构建了风电机对雷达信号无源干扰的数学模型及其电场积分方程 风电机对雷达信号的无源干扰问题究其本质是风电机在雷达激励波辐射下的电磁散射问题,因此根据风电机无源干扰问题的本质确定采用风电机 RCS来定量评估干扰水平。为了分析风电机这类大型金属结构在雷达信号激励下的电磁散射特性,建立风电机 RCS计算用线、面模型,以这两种模型为基础建立了线模型电场积分方程及面模型电场积分方程。 2)提出了结合矩量法与物理光学法的混合算法精确求解风电机RCS 雷达激励波频率较高,矩量法因其自身算法的缺陷无法完成高频风电机 RCS的计算,同时高频近似算法物理光学法为解决物理光学法法计算风电机绕射场及阴影部分散射场,从而引起误差过大的缺点,提出采用矩量法与物理光学法结合的混合算法对风电机RCS进行精确求解,并根据文献中实验数据对算法的精确度进行了分析。 3)确定了各影响因子对风电机无源干扰特性的影响规律 基于风电机在实际工作过程中的不同姿态,确定了以风电机不同姿态的变化量作为评价风电机无源干扰的影响因子。根据 PO-MoM方法对风电机无源水平进行了定量计算,并根据计算结果分析了风电机整体无源干扰水平与风电机各结构的无源干扰水平、激励频率、叶片旋转角度、风电机偏航角,俯仰角之间的相互关系,并对工程实际提供实际指导意义。