海上风电场作用下的导航雷达电磁波散射场强计算研究.pdfVIP

第44卷第2期武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Vol.44No.2

2020年5月JournalofWuhanUniversityofTechnologyMay2020

(TransportationScienceEngineering)

海上风电场作用下的导航雷达电磁波

散射场强计算研究

刘克中12王伟强12许晓琴3!辛旭日12杨星12马杰1!

（武汉理工大学航运学院a）武汉430063）（武汉理工大学内河航运技术湖北省重点实验室2）武汉430063）

（武汉理工大学现代教育技术中心3）武汉430062）

摘要：针对海上风电场对导航雷达探测性能的影响问题，提出了一种风电场作用下的雷达电磁波

散射场强计算方法.首先应用电磁场和电磁波理论，结合第一和第三类贝塞尔函数,对单台风机不

同极化条件下的电磁波散射场强核算模型进行研究；然后通过引入风机群阵因子分析风电场多台

风机作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.对某海上风电场的雷达散射场强仿真研究结果表

明，在风电场作用下雷达电磁波散射场具有明显的方向性，最大场强散射方向的波瓣宽度约为10k

关键词：海上风电场；雷达；电磁波；散射场强

中图法分类号：U666doi：10.3963/j.issn.2095-3844.2020.02.007

0引言测灵敏度，风机组遮挡将造成雷达探测性能的衰

减.因此，研究海上风电场对导航雷达性能的影响

近年来，全球海上风电场发展迅速，截至形式具有重要的理论和现实意义.刘克中等曰通

过结合雷达性能参数及雷达绕射原理对风机有效

2017年底，世界海上风电场的总装机容量已达

18814MW,较2016年增长30.8%，装机容量最反射宽度及物标与风机最小分辨距离等探测性能

大的两个国家分别为英国（6963.2MW）和德国影响进行了研究；杨守峰⑷分别就海上风机电磁

（5427.2MW）1*.我国政府也高度重视国内的海回波、扇叶衰减及遮挡区域三个因素对雷达探测

上风电发展,2008年“上海东海大桥100MW海性能的影响程度进行了量化评估%Danoon*等对

上风电示范项目”获得国家发展和改革委员会批船舶穿越风电场时，风机电磁回波与雷达监测阈

准，标志着我国及亚洲第一个海上风电项目落地值的影响关系进行了研究；文献［3］通过电磁仿真

实施⑵.截至2017年底，我国海上风电场总装机建模定量分析了雷达天线辐射场在穿越海上风电

容量已达到2788MW,仅次于英国、德国，居世场后，其分布特征受风电场的影响程度.但以上研

界第三位.究均侧重对风电场影响下的雷达观测性能进行分

海上风电场的建设将改变附近水域的船舶通析研究，而针对风机辐射电磁波的定量化、系统化

航环境，增加附近通航船舶的航行风险；此外，密分等理性研究

集布设的风电机组也将对导航雷达等设施的正常基于以上分析，本文对风机辐射影响下雷达

探测性能产生影响囚.研究显示，海上风电场对于电磁波散射场强的计算问题进行研究，并提出了

雷达性能的影响主要体现在辐射、反射和遮挡三