一种电磁耦合综合探测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及闪电监测技术领域，具体而言，涉及一种电磁耦合综合探测装置。
【背景技术】
[0002] 闪电是发生在大气中的一种强放电现象，闪电就其通道能否到达地面分为云闪和 地闪，云闪通常发生在雷暴云闪的主正负电荷区之间，也有一部分发生几率较低的云闪发 生在云和空气之间以及云间。地闪按照其先导向地面转移的电荷的极性分为正地闪和负地 闪。地闪的峰值电流一般是几千安培，有时甚至超过100千安培，其强大的瞬时电流及其所 伴随的高温、冲击波和强烈的电磁辐射效应可对人畜、电力和地面建筑等造成严重的威胁 和损害，对人类的生命财产造成很大的危害。
[0003] 因此，雷电灾害已被联合国列为最严重的十大自然灾害之一，我国是雷电灾害频 繁发生的地区，根据气象局发布的数据显示雷电灾害已上升到我国自然灾害的第三位，有 必要发展对闪电进行研宄和定位跟踪的仪器，研宄闪电发生和发展的机理，对雷电防护和 预警减灾给予一定的理论指导及技术支持。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对闪电低频电场、低频磁场进行综 合探测的装置。
[0005] 为此目的，本发明提出了一种电磁耦合综合探测装置，包括：
[0006] 电场变化测量仪、磁场电场变化探测仪和处理器，
[0007] 所述电场变化测量仪包括：平板天线和电场探测电路，
[0008] 其中，所述平板天线设置于待测环境中，用于感应至少一次回击闪电，以获取至少 一个电荷量，根据所述至少一个电荷量和生成至少一个电流，将所述至少一个电流传输至 所述电场探测电路；
[0009] 所述电场探测电路用于根据所述至少一个电流计算得到至少一个电压，将所述至 少一个电压传输至所述处理器，
[0010] 所述磁场电场变化探测仪包括：正交环形天线和磁场电场探测电路，
[0011] 其中，所述正交环形天线设置于所述待测环境中，用于感应所述至少一次回击闪 电产生的至少一个变化磁场，根据所述至少一个变化磁场生成至少一个感应电压，将所述 至少一个感应电压传输至所述磁场电场探测电路，
[0012] 所述磁场电场探测电路用于对所述至少一个感应电压进行放大，并传输至所述处 理器，
[0013] 所述处理器用于根据所述至少一个电压生成所述至少一次回击闪电的电场变化 波形，根据放大后的至少一个感应电压生成所述至少一次回击闪电的电流波形。
[0014] 优选地，所述电场探测电路包括：
[0015] 第一电阻，第一端连接至所述平板天线，第二端连接至第二电阻的第一端、电容的 第一端和第一运算放大器的同相端；
[0016] 所述第二电阻，第二端连接至所述第一运算放大器的输出端；
[0017] 所述电容，第二端连接至所述第一运算放大器的输出端；
[0018] 所述第一运算放大器，输出端连接驱动电路的输入端；
[0019] 所述驱动电路，输出端连接至限流电阻的第一端；
[0020] 所述限流电阻，第二端连接至第一同轴电缆。
[0021] 优选地，还包括：
[0022] 所述第一同轴电缆和三通接头，所述第一同轴电缆通过所述三通接头连接至所述 处理器，
[0023] 其中，所述第一同轴电缆的电阻为50 Ω，所述三通接头与所述第一同轴电缆对应 的接头设置有50 Ω的匹配头。
[0024] 优选地，所述平板天线获取到的电荷通过所述第一电阻为电容充电，充电时间小 于预设值。
[0025] 优选地，在所述电容的电荷量达到最大值后，所述第二电阻、电容和第一运算放大 器组成的回路向所述第二电阻放电，放电时间为2ms。
[0026] 优选地，所述正交环形天线包括：
[0027] 同轴线圈和磁芯，其中，所述磁芯为软磁材料，所述同轴线圈缠绕于所述磁芯。
[0028] 优选地，所述磁场电场探测电路包括：
[0029] 第三电阻，第一端连接至所述同轴线圈的第一端，第二端连接至所述同轴线圈的 ΛΑ---上山 弟一栖；
[0030] 第二运算放大器，同相端连接至所述第三电阻的第一端，反相端连接至所述第三 电阻的第二端；
[0031] 第四电阻，第一端连接至所述第二运算放大器的正电源端，第二端连接至所述第 二运算放大器的负电源端；
[0032] 第五电阻，第一端连接至所述第二运算放大器的输出端，第二端连接至第三运算 放大器的同相端；
[0033] 第六电阻，第一端接地，第二端连接至所述第三运算放大器的反相端；
[0034] 第七电阻，第一端连接至所述第三运算放大器的同相端，第二端连接至所述第三 运算放大器的输出端；
[0035] 所述第三运算放大器，输出端连接至第二同轴电缆和第三同轴电缆，
[0036] 其中，所述第二同轴电缆和第三同轴电缆连接至所述处理器，所述第二同轴电缆 传输东西方向的信号，所述第三同轴电缆传输南北方向的信号。
[0037] 优选地，所述磁场电场探测电路还包括：
[0038] 高通滤波器，第一端连接至所述第三运算放大器的输出端，第二端连接至所述第 二同轴电缆和所述第三同轴电缆，
[0039] 其中，所述高通滤波器的截止频率为340Hz。
[0040] 优选地，所述正交环形天线的3dB带宽为3kHz至330kHz。
[0041] 优选地，还包括：
[0042] GPS蘑菇头天线，连接至GPS接收机，用于接收全球定位系统的时间信息；
[0043] GPS接收机，连接至所述处理器，接收来自所述GPS蘑菇头天线的全球定位系统的 时间信息，
[0044] 其中，所述电场变化测量仪在检测到所述待测环境中的电场高于触发阈值时，向 所述处理器发送中断信息，所述处理器向所述GPS接收机发送中断信息，所述GPS接收机在 接收到中断信息时，获取全球定位系统的时间信息中的时间，将获取到的时间反馈给所述 处理器，作为所述待测环境电场变化的时间戳。
[0045] 通过上述技术方案，可实现对闪电放电产生的低频电场、低频磁场进行综合探测。 其中主要部件构造简单，占用空间较小，便于安装，为研宄闪电的电磁辐射、放电能量、通道 电流以及防雷提供了一种具有突破性的探测手段。
【附图说明】
[0046] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0047] 图1示出了根据本发明一个实施例的电磁耦合综合探测装置的结构示意图；
[0048] 图2示出了根据本发明一个实施例的电场变化探测仪的电路示意图；
[0049] 图3示出了根据本发明一个实施例的磁场电场变化探测仪的电路示意图；
[0050] 图4示出了根据本发明一个实施例的正交环形天线的3dB带宽示意图。
【具体实施方式】
[0051] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实 施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施 例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开 的具体实施例的限制。
[0053] 如图1所示，根据本发明一个实施例的电磁耦合综合探测装置，