一種多通道雷電波采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雷電探測(cè)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(chǎng)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(cè)與預(yù)警成為可能。
[0003]目前，對(duì)雷電的直接檢測(cè)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(chǎng)儀，其中VLF/LF主要對(duì)閃電過程中的放電進(jìn)行測(cè)量，可以方便的判斷當(dāng)前雷擊的強(qiáng)度等信息。VHF/HF主要采用干涉法進(jìn)行閃電定位。大氣電場(chǎng)儀則是監(jiān)測(cè)由雷雨云中電荷產(chǎn)生的大氣電場(chǎng)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)。進(jìn)行雷電預(yù)警的裝備主要是采用VLF/LF和大氣電場(chǎng)儀。
[0004]但是，大氣電場(chǎng)儀根據(jù)靜電效應(yīng)監(jiān)測(cè)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(cè)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)備輻射的干擾，采用VLF/LF的方法同時(shí)，額外需要采取有效的抗電磁干擾措施。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]發(fā)明目的:本實(shí)用新型的目的是克服現(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。該裝置可以有效的防止外界電子設(shè)備輻射波等的干擾。
[0006]技術(shù)方案:本實(shí)用新型給出一種多通道雷電波采集裝置，包括:天線罩、設(shè)置在該天線罩下方的信號(hào)控制盒；其中，在所述的信號(hào)控制盒內(nèi)設(shè)有云間閃信號(hào)處理單元，云地閃信號(hào)處理單元；在所述天線罩內(nèi)設(shè)有相互垂直且相鄰的第一云間閃天線和第二云間閃天線；以及相互垂直且相鄰的第一云地閃天線和第二云地閃天線，且四根天線形成一正方形形狀；第一云間閃天線、第二云間閃天線和第一地閃天線、第二地閃天線通過天線引線分別與所述的信號(hào)控制盒內(nèi)的云間閃信號(hào)處理單元和云地閃信號(hào)處理單元相連接。
[0007]進(jìn)一步，所述第一云間閃天線和第二云間閃天線的長(zhǎng)度為20cm，直徑為20mm ;
[0008]進(jìn)一步，所述第一云地閃天線和第二云地閃天線長(zhǎng)度為20cm，直徑為15mm ；
[0009]進(jìn)一步，所述的第一云地閃天線和第二云地閃天線所在平面到所述的云地閃信號(hào)處理單元的所在平面的距離不超過20cm ;
[0010]進(jìn)一步，所述的第一云間閃天線和第二云間閃天線所在平面到所述的云間閃信號(hào)處理單元的所在平面的距離不超過20cm ;
[0011]進(jìn)一步，所述的天線罩的材料采用ABS材質(zhì)；
[0012]進(jìn)一步，還包設(shè)置在所述信號(hào)控制盒下方的緊固裝置；
[0013]進(jìn)一步，所述的信號(hào)控制盒和所述的緊固裝置采用鑄鋁材質(zhì)制成。
[0014]有益效果:本技術(shù)方案通過在天線罩內(nèi)設(shè)有相互垂直第一云間閃天線、第二云間閃天線和第一云地閃天線、第二云地閃天線，四根天線形成一正方形形狀；相互垂直放置，從而可以接收兩個(gè)頻率段的來自360度方向的電磁波信號(hào)。同時(shí)，將設(shè)置有信號(hào)處理單元的信號(hào)控制盒設(shè)置在天線罩的下方，確保了天線與信號(hào)處理單元的距離小于20cm，從而減小外界的電磁干擾。此外天線罩采用ABS材質(zhì)，以及信號(hào)控制盒采用鑄鋁材質(zhì)，大大降低了外界對(duì)系統(tǒng)裝置的干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確度以及可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型雷電波采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中天線罩及天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中云地閃信號(hào)處理單元模塊圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型中云間閃信號(hào)處理單元模塊圖；
[0019]其中，1、第一云間閃天線，2、第二云間閃天線，3、第一云地閃天線，4、第二云地閃天線B，5、天線罩，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。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍
[0021]如圖1至圖2所示，給出本實(shí)用新型的多通道雷電波采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括: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；設(shè)置在該天線罩5下方的信號(hào)控制盒8，該信號(hào)控制盒8緊貼固定在天線罩5下方；以及設(shè)置在信號(hào)控制盒下方8的緊固裝置10，信號(hào)控制盒8以及緊固裝置10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)控制盒的影響，并同時(shí)增加結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度。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。
[0022]其中，在所述的信號(hào)控制盒8內(nèi)設(shè)有云間閃信號(hào)處理單元，云地閃信號(hào)處理單元(圖中未示)；在天線罩5內(nèi)設(shè)有相互平行的第一云間閃天線I和第二云地閃天線4 ;相互平行的第二云間閃天線2和第二云地閃天線4 ;其中，云間閃天線和云地閃天線兩兩相互垂直，四根天線形成一正方形狀。如圖2所示，第一云間閃天線I和第二云間閃天線2相鄰且相互垂直設(shè)置，并放置在天線罩5的一側(cè)。其中，第一云間閃天線I和第二云間閃天線2的長(zhǎng)度為20cm，直徑為20mm，這時(shí)，第一云間閃天線I和第二云間閃天線2的諧振頻率大于ΙΟΟΚΗζ，相互垂直的放置方法可以使得天線接收來自360度的云間閃電磁波信號(hào)。而第一云地閃天線3和第二云地閃天線4相鄰且互垂直放置在天線罩5的另一側(cè)，其中，第一云地閃天線3和第二云地閃天線4長(zhǎng)度為20cm，直徑為15mm。這時(shí)，第一云地閃天線3和第二云地閃天線4的諧振頻率大于150KHZ，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)。
[0023]四根天線形成一個(gè)四方形狀，兩云間閃天線和兩云地閃天線通過天線引線11分別與所述的信號(hào)控制盒8內(nèi)的云間閃信號(hào)處理單元和云地閃信號(hào)處理單元相連接，即第一云地閃天線A3、第二云地閃天線4連接云地閃信號(hào)處理單元；第一云間閃天線1、第二云間閃天線2連接云間閃信號(hào)處理單元。天線引線11從天線罩5中心的圓孔12引出。所述的信號(hào)控制盒8的一側(cè)還設(shè)有信號(hào)輸出端子9，該端子采用防水式；將采集信號(hào)輸出。
[0024]因雷電空中的云地閃之前的5分鐘至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(cè)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1Khz以內(nèi)。故本實(shí)用新型的采集裝置是通過對(duì)這兩種頻段電磁波的采集，對(duì)雷電進(jìn)行預(yù)警。
[0025]第一云間閃天線1、第二云間閃天線2和第一云地閃天線3、第二云地閃天線4將接受信號(hào)通過引線傳送給云間閃信號(hào)處理單元和云地閃信號(hào)處理單元進(jìn)行處理。為使電磁干擾度降到最低，天線所在平面到與信號(hào)處理單元所在平面的距離不超過20cm。即所述的第一云地閃天線和第二云地閃天線所在平面到所述的云地閃信號(hào)處理單元的所在平面的距離不超過20cm。所述的第一云間閃天線和第二云間閃天線所在平面到所述的云間閃信號(hào)處理單元的所在平面的距離不超過20cm。其中，云間閃信號(hào)處理單元的處理過程如圖3所示:兩云間閃天線信號(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)通過信號(hào)輸出端子9輸出。
[0026]而云地閃信號(hào)處理單元的處理過程如圖4所示，兩云地閃天線信號(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。隨后兩信號(hào)進(jìn)行“或”處理，并將信號(hào)信號(hào)輸出端子9輸出。
[0027]通過對(duì)上述信號(hào)的采集和處理，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(cè)量可以有效減少因電磁干擾而造成的虛報(bào)等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多通道雷電波采集裝置，主要包括:第一云間閃天線(I)，第二云間閃天線(2)，第一云地閃天線(3)，第二云地閃天線(4)，天線罩(5)，云間閃信號(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(11)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(10)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道雷電波采集裝置，其特征是:第一云間閃天線(I)、第二云間閃天線(2)、第一云地閃天線(3)以及第二云地閃天線(4)相互垂直并形成一個(gè)四方形狀，且第一云間閃天線(I)與第二云間閃天線(2)相鄰，第一云地閃天線(3)與第二云地閃天線(4)相鄰，四根天線的采用，實(shí)現(xiàn)了 360度全角度、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(cè)量的可靠性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道雷電波采集裝置，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所述的一種多通道雷電波采集裝置，其特征是:天線罩(5)采用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。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多通道雷電波采集裝置。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述的雷電波采集裝置主要包括：第一云間閃天線，第二云間閃天線，第一云地閃天線，第二云地閃天線，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。具體的實(shí)現(xiàn)方式是：第一云間閃天線、第二云間閃天線、第一云地閃天線以及第二云地閃天線互相垂直放置在天線罩內(nèi)，并形成一個(gè)四方形狀。信號(hào)處理單元固定在信號(hào)控制盒內(nèi)，信號(hào)控制盒固定、緊貼在天線罩下方。緊固裝置放置在信號(hào)控制盒下方，并與信號(hào)控制盒緊密連接在一起。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。
【IPC分類】H01Q1-42, G01R19-25, G01R15-18, H01Q21-29
【公開號(hào)】CN204558652
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520128496
【發(fā)明人】曹二林, 季鑫源, 曹大林, 呂輝
【申請(qǐng)人】曹二林
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日