移动通信铁塔直击雷电流分布的研究

2012-09-18吕英华李子伟丘四海杨文翰刘吉克

电波科学学报 2012年1期

李鹏吕英华李子伟丘四海杨文翰刘宁刘吉克

（1.北京邮电大学电子工程学院，北京 100876；2.中讯邮电咨询设计院，河南郑州 450007）

引言

建筑物、交通工具、电子设备及元器件都有可能因雷击而受到影响甚至遭到破坏。已有学者对不同物体进行防雷与接地技术研究［1-4］。近年来，雷电与高耸物体的相互作用也已得到雷电研究者们相当的关注［5］。移动通信基站铁塔遭雷电直击时，塔体上产生的雷电流分布必然对移动通信基站系统形成干扰。

作为自然界中的随机现象，雷电参数必须通过地面数据测量给予概率形式表达［6］；雷击间距的计算方法尚不统一［7］；如何优化设计接地网以得到更好的高频和动态性能仍无定论［8］。这些现状使得研究移动通信基站铁塔直击雷电流分布的问题十分复杂，目前还没有针对这一问题的具体研究成果。

云地放电形成的先导从云中电荷中心伸向地下所感应的电荷，这就引起从云到地的向下放电，或从接地（物）体向云体发展的向上先导［9］。放电电荷经雷云到地面物体，再由地面物体入地到雷云覆盖的大地，最终在雷云覆盖的大地与其正上方的雷云中和。这一过程（如图1示）使雷云-铁塔-接地网-雷云覆盖的大地构成一个回路。基于此，可建立基站铁塔及其接地网的电路模型用于研究基站铁塔冲击阻抗特性及直击雷电流分布。该方法可分析雷电直击铁塔对周边设备造成的干扰。