研究雷电电磁场的传播特性,这对雷电定位结果的误差分析及雷电参数反演结果修正具有重要意义。本文利用运动电荷辐射方程的等效电流脉冲方程并结合Wait公式得到雷击地面和雷击高塔的电磁场传播特性。首先,利用运动电荷辐射方程的等效电流脉冲方程分析水平距离、回击速度和垂直高度对雷击理想地面电磁场的影响;然后,结合Wait公式,我们分析水平距离、回击速度、垂直高度、土壤电导率和土壤水平分层对雷击光滑有耗地面电磁场的影响;最后,考虑不同参数对雷击地上高塔电磁场的影响。本文方法的计算结果与FDTD有较好的一致性且求解速度更快。得到的雷电电磁脉冲传播特性如下:当雷电击中地面时:(1)理想地面情况下,距离增大,电磁场减小;回击速度增大,电场减小,但磁场增大;垂直高度增大,垂直电场减小且地表面的值最大,水平电场增大且地表面的值为0,方位磁场基本不变;相同条件下,水平电场比垂直电场小很多,说明电场能量主要集中在垂直电场。(2)光滑有耗地面情况下,垂直电场和方位磁场可以直接利用理想地面的波形来代替,但水平电场不同;距离增大,水平电场由单极性变为双极性;回击速度增大,水平电场减小;垂直高度和电导率增大,水平电场增大,最终由双极性变为单极性;当上层电导率大于下层时,我们可以利用大电导率的不分层土壤来代替,当上层电导率小于下层时,我们必须考虑土壤水平分层对水平电场的影响。当雷电击中地上高塔时:(1)理想地面情况下,距离增大,垂直电场先增大后减小;回击速度增大,电场减小;垂直电场峰值随垂直高度增大变化不明显,只是峰值处的波形变窄,由于高塔的原因,导致雷击高塔垂直电场对垂直高度敏感度变小;水平电场波形为双极性且负峰值绝对值随距离的衰减要大于正向;垂直高度增大,水平电场负峰值绝对值先增大后减小,正峰值一直增大;距离增大,方位磁场减小;回击速度对方位磁场的影响可忽略;方位磁场随垂直高度的变化与垂直电场一致。(2)光滑有耗地面情况下,均匀地面的垂直电场与方位磁场可以利用均匀理想地面来代替,分层地面不能代替,其与水平分层土壤的关系与雷击光滑有耗地面水平电场一致;水平电场与距离、回击速度和垂直高度的关系与理想地面雷击高塔一致;随着土壤电导率增大,水平电场增大;水平电场与土壤水平分层的关系与光滑有耗地面雷击高塔垂直电场一致。实际上雷电击中地面可以看成雷击高塔(高塔高度为0)的一种特殊形式。在高塔内,由于电流的多次反射和透射,导致雷击高塔产生的电磁场出现多次震荡。在近距离时,雷击地面的垂直电场大于雷击地上高塔,距离稍大,雷击地面的垂直电场小于雷击地上高塔;雷击地面和雷击高塔水平电场波形区别很大,不仅是峰值的区别,极性也不同;相同观测点,雷击地上高塔的方位磁场大于雷击地面的方位磁场。