一種抗電磁干擾的多通道雷電波采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及雷電探測預(yù)警【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于電磁波原理的雷電波采集裝置。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的雷電波采集裝置主要包括：云間閃天線A，云間閃天線B，云地閃天線A，云地閃天線B，天線罩，云間閃信號(hào)處理單元，云地閃信號(hào)處理單元，信號(hào)控制盒，信號(hào)輸出端子以及緊固裝置。裝置通過采用兩種頻段電磁波的測量方式，大幅提高雷電預(yù)警的精確度及可靠性，同時(shí)雙通道測量可以有效減少因電磁干擾而造成的虛報(bào)等。
【專利說明】一種抗電磁干擾的多通道雷電波采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】 _
[0001] 本發(fā)明涉及雷電探測預(yù)警【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于電磁波原理的雷電波采集 裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 雷電災(zāi)害是一種不可忽視的自然災(zāi)害。對(duì)現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)及生活都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的 破壞作用。雷電往往產(chǎn)生于對(duì)流性天氣過程。當(dāng)大氣層內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈對(duì)流，云梯就會(huì)帶電。 當(dāng)云內(nèi)或云地間的電場強(qiáng)度達(dá)到一定程度后就要發(fā)生放電。放電過程會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)且頻段很 寬的電磁輻射，這使得雷電的監(jiān)測與預(yù)警成為可能。目前，對(duì)雷電的直接檢測與預(yù)警主要采 用的是甚低頻（VLF/LF)雷電波采集裝置、甚高頻（VHF/HF)雷電波采集裝置和大氣電場儀， 其中VLF/LF主要對(duì)閃電過程中的放電進(jìn)行測量,可以方便的判斷當(dāng)前雷擊的強(qiáng)度等信息。 VHF/HF主要采用千涉法進(jìn)行閃電定位。大氣電場儀則是監(jiān)測由雷雨云中電荷產(chǎn)生的大氣 電場強(qiáng)度及其變化，了解雷雨云電荷的積累程度和發(fā)展趨勢(shì)。因此從原理上講，進(jìn)行雷電預(yù) 警的裝備主要是采用VLF/LF和大氣電場儀。其中大氣電場儀根據(jù)靜電效應(yīng)監(jiān)測雷雨云，在 煙塵、大霧和風(fēng)沙天氣條件下，無法識(shí)別監(jiān)測到的感應(yīng)電荷是否來自雷雨云，從而會(huì)出現(xiàn)虛 報(bào)。VLF/LF的方法則往往容易受到其他頻段的電磁波以及其他電子設(shè)備輻射的千擾，因此 采用VLF/LF的方法同時(shí)，需要采取有效的抗電磁千擾措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種抗電磁干擾的多通道雷電 波采集裝置。裝置可以有效的防止外界電子設(shè)備輻射波等的干擾。多通道的測量原理是： 根據(jù)雷電空中通道的特征，云地閃之前的5-15分鐘會(huì)有大量的云間閃發(fā)生，其釋放電磁波 的頻率在30Khz以上，且數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于云地閃的數(shù)量，云間閃是重要的預(yù)測雷電的參數(shù)，而 云地閃則是造成地面?zhèn)Φ闹饕獌?，其釋放電磁波的頻率通常在l〇Khz以內(nèi)。通過對(duì)兩 種頻段電磁波的測量，可以大幅提高雷電預(yù)警的精確度及可靠性，同時(shí)雙通道測量可以有 效減少因電磁千擾而造成的虛報(bào)等。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的雷電波采集裝置主要包括：云間閃天線A1， ^間閃天線B2,云地閃天線A3,云地閃天線B4,天線罩5,云間閃信號(hào)處理單元6,云地閃信 5處理單元7 jg號(hào)控制盒8,信號(hào)輸出端子9以及緊固裝置1〇。具體的實(shí)現(xiàn)方式是：云間閃 天線A1以及云間閃天線B2相互垂直，并放置在天線罩 5的一側(cè)。云地閃天線A3以及云地 閃天線B4相互垂直放置在天線罩5的另一側(cè)，四個(gè)天線形成一個(gè)四方形狀，天線的引線 u 從天線罩^中心的圓孔I2引出，并連接相對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理單元。這時(shí)云地閃天線A3、M連 接f地閃信號(hào)處理單元 7,云間閃天線Al、B2連接云間閃信號(hào)處理單元g。這些信號(hào)處理 ，兀固定在信I控制盒8內(nèi)，信號(hào)控制盒 8固定、緊貼在天線罩5下方，并維持天線與信號(hào) :理單兀'離T艦Won。麵裝置1Q放難信號(hào)控齡下方&并與信號(hào)控制盒 8緊 街、連接在-起。信號(hào)輸出端子9采用防水式，并固定在信號(hào)控制盒8的-側(cè)。天線罩 5采 用ABS ^質(zhì)，信號(hào)控制盒8以及緊固裝置1〇采用鑄鋁材質(zhì)。通過這種結(jié)構(gòu)的實(shí)施，可以實(shí) 現(xiàn)系統(tǒng)較好的抗干擾特性，并保證系統(tǒng)部件不受風(fēng)、雨、陽光等的影響。
[0005]_所述的云間閃天線A1和云間閃天線B2的一端相互垂直，放置在天線罩5的一側(cè)。 這時(shí)z?間閃天線A1和云間閃天線B2的諧振頻率大于100KHz，長度為2〇cm，直徑為2 〇mm。 相互垂直的放置方法可以使得天線接收來自36〇度的云間閃電磁波信號(hào)。
[0006] 述的云地閃天線A3和云地閃天線B4的一端相互垂直，放置在天線罩5的另一 側(cè)'并與石間閃天線A1、云間閃天線B2形成一個(gè)正方形狀。這時(shí)云地閃天線A3和云地閃天 線B4的諧振頻率大于150KHz，長度為2〇cm，直徑為15mm。相互垂直的放置方法可以使得天 線接收來自360度的云地閃電磁波信號(hào)。
[0007] ^述的信號(hào)控制盒8緊密固定在天線罩5的下方，其內(nèi)部放置云地閃信號(hào)處理單 兀7以及云間閃信號(hào)處理單元匕信號(hào)處理單元的輸出端從信號(hào)控制盒8 一側(cè)的信號(hào)輸出 端子9引出。
[0008]所述的天線罩5采用ABS材質(zhì)，這種材料不會(huì)對(duì)電磁波信號(hào)產(chǎn)生干擾。
[0009]ι所述的信號(hào)控制盒8以及緊固裝置1〇采用鑄鋁材質(zhì)，這種材料可以減小電磁波信 號(hào)對(duì)信號(hào)處理單元的影響，并同時(shí)增加結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度。 _0]、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：米用四根電磁波天線（分別為云地閃天線A3、云地閃天線B4、云間 閃天線A1以及云間閃天線B2)相互垂直放置，從而可以接收兩個(gè)頻率段的來自36〇度方向 的電磁波信號(hào)。同時(shí)信號(hào)控制盒8緊密固定在天線罩5的下方，信號(hào)控制盒8內(nèi)放置四根 天線的信號(hào)處理單元，這樣就有效的保證了天線與信號(hào)處理單元的距離小于 2〇cm，從而減 小外界的電磁干擾。此外天線罩5采用ABS材質(zhì)，以及信號(hào)控制盒8采用鑄鋁材質(zhì)，這些措 施降低了外界對(duì)系統(tǒng)裝置的干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度以及可靠性。
[0011] 下面對(duì)信號(hào)處理單元進(jìn)行詳細(xì)描述：
[0012]云間閃fe號(hào)處理單兀：兩天線信號(hào)首先分別經(jīng)過一級(jí)放大、高通濾波、低通濾波以 及二級(jí)放大等處理，去除信號(hào)內(nèi)的高頻以及低頻干擾。隨后兩信號(hào)進(jìn)行"或"處理，即將兩 天線的信號(hào)進(jìn)行疊加，并根據(jù)設(shè)定閾值進(jìn)行觸發(fā)處理。這時(shí)輸出的為方波信號(hào)，最后該信號(hào) 進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)信號(hào)輸出。
[0013]云地閃信號(hào)處理單元：兩天線信號(hào)首先分別經(jīng)過一級(jí)放大、高通濾波、低通濾波一 級(jí)二級(jí)放大等處理，去除信號(hào)內(nèi)的高頻以及低頻干擾。隨后良心好進(jìn)行"或"處理，并將信 號(hào)輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明雷電波采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明中天線罩及天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明中云地閃信號(hào)處理單元模塊圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明中云間閃信號(hào)處理單元模塊圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說明：1-云間閃天線A，2_云間閃天線B，3-云地閃天線A，4-云地閃天 線B， 5-天線罩，6- z?間閃信號(hào)處理單兀，7- z?地閃信號(hào)處理單元，8-信號(hào)控制盒，9-信號(hào) 輸出端子，10-緊固裝置，11-天線引線，12-天線罩中心圓孔。
[0019] 申請(qǐng)人:：江蘇德易普傳感科技有限公司
[0020] 發(fā)明人：曹二林（320302197910150039)，劉純靜，曹大林
[0021] 地址：蘇州常熟市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)四海路11號(hào)2號(hào)樓703室
[0022] 聯(lián)系人：曹二林 infoOtriptec. cn，18913684488。
【權(quán)利要求】
1·雷電波采集裝置主要包括：云間閃天線A1，云間閃天線B2，云地閃天線A 3,云地閃天 線B4,天線帛5,五間閃信號(hào)處理單元6,云地閃信號(hào)處理單元7,信號(hào)控制盒8，信號(hào)輸出端 子9以及緊固裝置10。其特征是：四根天線相互垂直并形成一個(gè)四方形狀，天線的引線u 均從天線罩5中心的圓孔12引出，并連接相對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理單元。信號(hào)處理單元固定在信 號(hào)控制盒8內(nèi)，信號(hào)控制盒8固定、緊貼在天線罩5下方。緊固裝置1〇放置在信號(hào)控制盒 8下方，并與信號(hào)控制盒8緊密連接在一起。 μ
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電波采集裝置，其特征是：云間閃天線A1、云間閃天線Β2、 云地閃天線A3以及云地閃天線Β4相互垂直并形成一個(gè)四方形狀，且云間閃天線々丨與云間 閃天線Β2相鄰，云地閃天線Α3與云地閃天線Β4相鄰。四根天線的采用，實(shí)現(xiàn)了 360。全角 度、雙頻段的雷電波信號(hào)采集，增大了信號(hào)采集的范圍，提高了測量的可靠性。
3·根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電波采集裝置，其特征是：云間閃信號(hào)處理單元6以及云 地閃信號(hào)處理單元7均放置在信號(hào)控制盒8內(nèi)。信號(hào)控制盒8緊貼在天線罩5下方，并保 證信號(hào)處理單元與所對(duì)應(yīng)的天線間垂直距離不超過 20cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電波米集裝置，其特征是：天線罩5米用ABS材質(zhì)，信號(hào)控 制盒8以及緊固裝置10采用鑄鋁材質(zhì)。通過這種結(jié)構(gòu)的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)較好的抗干擾 特性，并保證系統(tǒng)部件不受風(fēng)、雨、陽光等的影響。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK104218328SQ201410417887
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】曹二林, 季鑫源, 曹大林, 呂輝 申請(qǐng)人:曹二林