一种抗电磁干扰的多通道雷电波采集装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及雷电探测预警【技术领域】，尤其涉及一种基于电磁波原理的雷电波采集装置。按照本发明提供的技术方案，所述的雷电波采集装置主要包括：云间闪天线A，云间闪天线B，云地闪天线A，云地闪天线B，天线罩，云间闪信号处理单元，云地闪信号处理单元，信号控制盒，信号输出端子以及紧固装置。装置通过采用两种频段电磁波的测量方式，大幅提高雷电预警的精确度及可靠性，同时双通道测量可以有效减少因电磁干扰而造成的虚报等。
【专利说明】一种抗电磁干扰的多通道雷电波采集装置
【技术领域】 _
[0001] 本发明涉及雷电探测预警【技术领域】，尤其涉及一种基于电磁波原理的雷电波采集 装置。
【背景技术】
[0002] 雷电灾害是一种不可忽视的自然灾害。对现代的工业生产及生活都会产生严重的 破坏作用。雷电往往产生于对流性天气过程。当大气层内产生强烈对流，云梯就会带电。 当云内或云地间的电场强度达到一定程度后就要发生放电。放电过程会产生很强且频段很 宽的电磁辐射，这使得雷电的监测与预警成为可能。目前，对雷电的直接检测与预警主要采 用的是甚低频（VLF/LF)雷电波采集装置、甚高频（VHF/HF)雷电波采集装置和大气电场仪， 其中VLF/LF主要对闪电过程中的放电进行测量,可以方便的判断当前雷击的强度等信息。 VHF/HF主要采用千涉法进行闪电定位。大气电场仪则是监测由雷雨云中电荷产生的大气 电场强度及其变化，了解雷雨云电荷的积累程度和发展趋势。因此从原理上讲，进行雷电预 警的装备主要是采用VLF/LF和大气电场仪。其中大气电场仪根据静电效应监测雷雨云，在 烟尘、大雾和风沙天气条件下，无法识别监测到的感应电荷是否来自雷雨云，从而会出现虚 报。VLF/LF的方法则往往容易受到其他频段的电磁波以及其他电子设备辐射的千扰，因此 采用VLF/LF的方法同时，需要采取有效的抗电磁千扰措施。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种抗电磁干扰的多通道雷电 波采集装置。装置可以有效的防止外界电子设备辐射波等的干扰。多通道的测量原理是： 根据雷电空中通道的特征，云地闪之前的5-15分钟会有大量的云间闪发生，其释放电磁波 的频率在30Khz以上，且数量远远高于云地闪的数量，云间闪是重要的预测雷电的参数，而 云地闪则是造成地面伤害的主要元凶，其释放电磁波的频率通常在l〇Khz以内。通过对两 种频段电磁波的测量，可以大幅提高雷电预警的精确度及可靠性，同时双通道测量可以有 效减少因电磁千扰而造成的虚报等。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述的雷电波采集装置主要包括：云间闪天线A1， ^间闪天线B2,云地闪天线A3,云地闪天线B4,天线罩5,云间闪信号处理单元6,云地闪信 5处理单元7 jg号控制盒8,信号输出端子9以及紧固装置1〇。具体的实现方式是：云间闪 天线A1以及云间闪天线B2相互垂直，并放置在天线罩 5的一侧。云地闪天线A3以及云地 闪天线B4相互垂直放置在天线罩5的另一侧，四个天线形成一个四方形状，天线的引线 u 从天线罩^中心的圆孔I2引出，并连接相对应的信号处理单元。这时云地闪天线A3、M连 接f地闪信号处理单元 7,云间闪天线Al、B2连接云间闪信号处理单元g。这些信号处理 ，兀固定在信I控制盒8内，信号控制盒 8固定、紧贴在天线罩5下方，并维持天线与信号 :理单兀'离T舰Won。麵装置1Q放難信号控齡下方&并与信号控制盒 8紧 街、连接在-起。信号输出端子9采用防水式，并固定在信号控制盒8的-侧。天线罩 5采 用ABS ^质，信号控制盒8以及紧固装置1〇采用铸铝材质。通过这种结构的实施，可以实 现系统较好的抗干扰特性，并保证系统部件不受风、雨、阳光等的影响。
[0005]_所述的云间闪天线A1和云间闪天线B2的一端相互垂直，放置在天线罩5的一侧。 这时z?间闪天线A1和云间闪天线B2的谐振频率大于100KHz，长度为2〇cm，直径为2 〇mm。 相互垂直的放置方法可以使得天线接收来自36〇度的云间闪电磁波信号。
[0006] 述的云地闪天线A3和云地闪天线B4的一端相互垂直，放置在天线罩5的另一 侧'并与石间闪天线A1、云间闪天线B2形成一个正方形状。这时云地闪天线A3和云地闪天 线B4的谐振频率大于150KHz，长度为2〇cm，直径为15mm。相互垂直的放置方法可以使得天 线接收来自360度的云地闪电磁波信号。
[0007] ^述的信号控制盒8紧密固定在天线罩5的下方，其内部放置云地闪信号处理单 兀7以及云间闪信号处理单元匕信号处理单元的输出端从信号控制盒8 一侧的信号输出 端子9引出。
[0008]所述的天线罩5采用ABS材质，这种材料不会对电磁波信号产生干扰。
[0009]ι所述的信号控制盒8以及紧固装置1〇采用铸铝材质，这种材料可以减小电磁波信 号对信号处理单元的影响，并同时增加结构的机械强度。 _0]、本发明的优点：米用四根电磁波天线（分别为云地闪天线A3、云地闪天线B4、云间 闪天线A1以及云间闪天线B2)相互垂直放置，从而可以接收两个频率段的来自36〇度方向 的电磁波信号。同时信号控制盒8紧密固定在天线罩5的下方，信号控制盒8内放置四根 天线的信号处理单元，这样就有效的保证了天线与信号处理单元的距离小于 2〇cm，从而减 小外界的电磁干扰。此外天线罩5采用ABS材质，以及信号控制盒8采用铸铝材质，这些措 施降低了外界对系统装置的干扰，增强了系统的测量准确度以及可靠性。
[0011] 下面对信号处理单元进行详细描述：
[0012]云间闪fe号处理单兀：两天线信号首先分别经过一级放大、高通滤波、低通滤波以 及二级放大等处理，去除信号内的高频以及低频干扰。随后两信号进行"或"处理，即将两 天线的信号进行叠加，并根据设定阈值进行触发处理。这时输出的为方波信号，最后该信号 进行计数，并将计数信号输出。
[0013]云地闪信号处理单元：两天线信号首先分别经过一级放大、高通滤波、低通滤波一 级二级放大等处理，去除信号内的高频以及低频干扰。随后良心好进行"或"处理，并将信 号输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明雷电波采集装置的结构示意图。
[0015] 图2为本发明中天线罩及天线的结构示意图。
[0016] 图3为本发明中云地闪信号处理单元模块图。
[0017] 图4为本发明中云间闪信号处理单元模块图。
[0018] 附图标记说明：1-云间闪天线A，2_云间闪天线B，3-云地闪天线A，4-云地闪天 线B， 5-天线罩，6- z?间闪信号处理单兀，7- z?地闪信号处理单元，8-信号控制盒，9-信号 输出端子，10-紧固装置，11-天线引线，12-天线罩中心圆孔。
[0019] 申请人:：江苏德易普传感科技有限公司
[0020] 发明人：曹二林（320302197910150039)，刘纯静，曹大林
[0021] 地址：苏州常熟市经济开发区四海路11号2号楼703室
[0022] 联系人：曹二林 infoOtriptec. cn，18913684488。
【权利要求】
1·雷电波采集装置主要包括：云间闪天线A1，云间闪天线B2，云地闪天线A 3,云地闪天 线B4,天线帛5,五间闪信号处理单元6,云地闪信号处理单元7,信号控制盒8，信号输出端 子9以及紧固装置10。其特征是：四根天线相互垂直并形成一个四方形状，天线的引线u 均从天线罩5中心的圆孔12引出，并连接相对应的信号处理单元。信号处理单元固定在信 号控制盒8内，信号控制盒8固定、紧贴在天线罩5下方。紧固装置1〇放置在信号控制盒 8下方，并与信号控制盒8紧密连接在一起。 μ
2.根据权利要求1所述的雷电波采集装置，其特征是：云间闪天线A1、云间闪天线Β2、 云地闪天线A3以及云地闪天线Β4相互垂直并形成一个四方形状，且云间闪天线々丨与云间 闪天线Β2相邻，云地闪天线Α3与云地闪天线Β4相邻。四根天线的采用，实现了 360。全角 度、双频段的雷电波信号采集，增大了信号采集的范围，提高了测量的可靠性。
3·根据权利要求1所述的雷电波采集装置，其特征是：云间闪信号处理单元6以及云 地闪信号处理单元7均放置在信号控制盒8内。信号控制盒8紧贴在天线罩5下方，并保 证信号处理单元与所对应的天线间垂直距离不超过 20cm。
4.根据权利要求1所述的雷电波米集装置，其特征是：天线罩5米用ABS材质，信号控 制盒8以及紧固装置10采用铸铝材质。通过这种结构的实施，可以实现系统较好的抗干扰 特性，并保证系统部件不受风、雨、阳光等的影响。
【文档编号】G01R19/25GK104218328SQ201410417887
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】曹二林, 季鑫源, 曹大林, 吕辉 申请人:曹二林