闪电的探测的制作方法

专利名称：闪电的探测的制作方法
技术领域：
本发明涉及闪电探测器。本发明具体涉及移动闪电探测器，该
移动闪电探测器配备有天线、放大器前端、A/D转换器和数字信号 处理器。本发明还涉及用于探测闪电的方法。
背景技术：
雷暴是主要的天气危害，但是很难预测。它们可以以20km/h到 40km/h的速度传播，并且雷击可以在雨云之前大于10km处发生， 并且也可以在雨云之后的同样距离处发生。虽然云或气象锋面造成 了雷击，但是很多最危险的雷击实际上发生在之前并没有可见的雷 暴警告云出现的时候。因此，尽管系统仅在有害雷暴可见大约十分 钟之前发出对于其可能性的警告，但是可以认为这是主要的安全特 性。
很多人将从这样的安全特性中获益。对于某些人，它可能仅提 供每天希望知道的知识。然而，对于相当数量的人来说，源自暴风 雨以及闪电的威胁显著地表现为以下形式增加的风险、财产损失 或甚至是致命的结果。闪电警告系统例如对于经常在户外的人来说 具有特别的重要性，并且对于飞行员、导航员等同样如此。提供闪 电警告的系统甚至在天气看起来非常平静并且晴天时也使人能够及 时采取适当的安全措施，例如寻找掩蔽处等。
根据现有技术状态，已知很多单一目的闪电探测器，但是它们 在商用方面具有某些缺点。
气象学中使用的科学闪电探测器非常大并且它们的范围是数百 公里。
而且，使用单个射频(RF)频带的其他高端闪电探测器相比于例如移动电话来说很大并且相对昂贵。而且，它们通常需要具有指 定的定向，例如放置在墙上或桌上，从而获得所需的准确度或方向 性。因此，它们不能很好地适合实际的移动使用。这些设备通常必 须被进一步被垂直地定位，并且在对雷暴进行可靠探测成为可能之 前保持数分钟的稳定。
另外，现在还存在不太贵的低端闪电探测器，其在大小上完全 便于携带并且不需要指定朝向。然而，这些探测器极易受到电磁兼
容性(EMC)辐射的影响，并且因此很可能在城市场景或高速公路
等附近中引起虚假警报。

发明内容
本发明源自以下考虑即雷击是单次闪光，除了可视信号和部 分可听的压力信号之外，该闪光还生成延展到多种波长的短暂但强 烈的电磁脉沖。由雷击引起的典型的电磁脉冲覆盖10Hz和5GHz之 间的频率，其在大约500Hz处具有峰值，即位于音频频率范围中。 在10km的归一化距离上，此类脉沖幅度在lkHz的带宽中范围从107 mV/m到lmV/m。电磁脉沖的最强信号是雷击中的垂直电流引起的 感应电场，并且这是用于探测闪电方位和距离的大型设备中测量的 最普通的参数。
然而，由于雷击现象的复杂性，在几百Hz或更低的极低频(ELF) 范围中还存在强信号，并且延伸至GHz范围及以上还存在较弱信号。
众所周知的事实是，电磁干扰(EMI)特性的确切特征以及时间 范围在MHz范围内有kHz和Hz范围的不同，因为轻微不同的气象 学机制引起了它们的不同。
然而，出于本发明的目的，足以引起注意的是，在所有感兴趣 的频率上，雷击伴随着可以在数公里的距离上识别的EMI脉沖。
作为EMI脉沖的结果，在邻近区域内，雷击期间主要干扰RF 信道。由于雷击所引起的EMI而对RF接收器的损害可以以静电噪 声(static)、。卡嗒声(click)、噼拍噪声(scratches)、图片千扰或声音丟失之类的形式而体现在AM/FM无线电、TV或在供电线^各上。 可以在非常大的距离上感测由雷击造成的RF信道扰动。专用的大型 闪电探测器能够在距离雷击数百公里的距离上探测闪电扰动，即所 谓的天电干扰(sferics)，即使这些探测器通常如本发明那样通过测 量感应电场来操作，而不是通过测量音频或RF信号中的干扰来操 作。
已知普通的AM无线电在距雷击高达30km或更远距离上受到 EMI扰动，这甚至可以在音频信号中直接听到，类似于各种。卡嗒声。 在比AM频带高的频率(SW、 LW、 MW)上，信号通常由于大气衰 减和不同原因的机制变得非常弱，但是在很大的距离上还是可探测的。
虽然在已知的移动RF设备中，诸如在普通移动电话中，通过滤 波或作为使用调制的结果而立即消除了接收的RF信号中的电磁干 扰，但是本发明提出估计监测的RF信道中的此类电磁干扰。如果探 测到的干扰看起来是由雷击引起的，则可以向例如移动电话的用户 发出警告。例如，如果干扰超过了预定的阈值或者如果它具有属于 雷击特性的频语，则可以假设该干扰是由雷击引起的。只要打开RF 探测就可以打开闪电探测。
因此，本发明提供可以在例如蜂窝电话之类的移动RF设备中实 现的新的安全特征。
虽然在很多情况中，对于探测邻近区域中的雷击的愿望还没能 大到足以证明使用专用闪电探测的成本和困难是令人理解的，但是 很多人应该希望低成本感测系统，其可以与这些人已经在任何情况 中都携带的设备进行集成，特别是与移动电话集成。已知技术没有 提供在已知的移动RF设备中将此类闪电探测作为新功能集成。
在大部分已知的商用闪电纟笨测器中，在相比于RF频率来说相对 低的频带中，即在音频频带上探测来自于闪电的电磁信号。因为移 动RF设备中的音频编解码器通常将高达48 kHz带宽上的信号放大 40dB到60dB,因此，音频编解码器还可以用于对来自于闪电探测前端的信号进行方法和进一步处理。音频编解码器还包含也可以用在
闪电探测中的高质量的A/D转换器。除了放大和A/D转换之外，该 编解码器中的数字音频处理块的某些部分可以用在闪电探测中的信 号处理中。
因此，根据本发明的第一方面，本发明基于使用作为闪电探测 器的移动RF设备中的音频编解码器。
对于本发明的第一方面，因此提出闪电探测器是配备有音频编 解码器的移动RF设备，从而该编解码器的预放大器用于所探测的闪 电信号的放大，该编解码器的A/D转换器用于放大的闪电信号的A/D 转换，并且从而该编解码器的数字音频处理单元用于该闪电探测的 信号处理。
在本发明的优选实施方式中，闪电探测前端与麦克风并联，从 而音频编解码器的麦克风输入由闪电探测和另 一个应用共享。
在本发明的第二优选实施方式中，将其他未被使用的麦克风输 入用作闪电l笨测前端接口 。
根据本发明的其他实施方式，在闪电探测中使用移动RF设备的 语音编解码器，从而在语音编解码器路径中处理A/D转换的闪电信 号，并且从闪电探测的角度，使用数字信号处理(DSP)方法来分析 由语音编解码器探测并输出的符号。
仍旧根据本发明的其他实施方式，音频编解码器的所述放大路 径与移动RF设备的AM和/或FM无线电接收器结合用于闪电探测。
仍旧根据本发明的其他实施方式，将所述闪电探测作为在两个 或更多频率信道上的探测的组合来执行。
仍旧根据本发明的其他实施方式，存在至少两个可用于闪电探 测的麦克风输入，并且闪电探测至少在两个不同音频频带上执行。
仍旧根据本发明的其他实施方式，使用两个位置上正交的天线 线圈以实现还可以探测雷击方向的探测器。
仍旧根据本发明的其他实施方式，RF设备包含在雷击时确定移 动RF设备的朝向的装置。仍旧根据本发明的其他实施方式，包括事件时间的探测到的雷 击信息存储在存储器中，以确定所述可能的雷击与所述移动设备之
间的距离。
仍旧根据本发明的其他实施方式，移动RF设备能够在所述存储
器中存储从网络接收的附加的气象信息。
仍旧根据本发明的其他实施方式，气象信息可以显示在显示器
上，示出雷暴的强度、距离以及相对于雷暴的相对和真实方向。
以及#笨测闪电的方法的特性特征。
本发明允许利用移动RF设备中的现有架构、模块和信令处理或 计算可能性来创建集成系统。
而且，当移动RF设备中的放大路径以及优选地还有音频编解码 器的其他部分用在闪电探测中时，因为闪电探测不需要单独硬件， 所以成本和所需空间显著减少。


下面，将参考附图更详细地描述本发明，其中
图l示出了根据本发明的系统的示意性框图2示出了由10km距离上的闪电引起的电磁信号的频谱； 图3是麦克风输入电路的示例性电路，从而该麦克风电路可以
分成麦克风和闪电探测前端；
图4示出了在音频频率处实现的闪电探测前端；
图5a到图5c示出了可以如何使用两个闪电探测天线线圏的实 现图5a示出了在两个不同频率上的探测，图5b示出了通过使用 两个正交线圏进行的^t笨测和方向估计，以及图5 c示出了全方向探:测；
图6示出了移动RF终端中使用的专用(propriatory )端口 ，移 动终端的可移动功能性外壳以及用于闪电探测的电池充电线圏，和/ 或用于闪电纟笨测的RFID线圏；
图7示出了闪电探测天线的两个朝向，在图7a中天线为垂直朝向并且在图7b中天线为水平朝向；以及
图8示意性地示出了模糊的前/后探测情况。
具体实施例方式
图1是根据本发明的支持闪电警告的蜂窝通信系统的示意性框 图。该系统可以例如是GSM系统。
蜂窝通信系统包括蜂窝电话10和蜂窝通信网络的基站20。
蜂窝电话10包括接收RX天线11,其经由RF模块12连接到微 处理器13。蜂窝电话IO进一步包括麦克风14和扬声器15以及音频 编解码器16,该音频编解码器16用于形成音频信号的音频放大路 径、A/D转换和进一步数字信号处理。微处理器13进一步连接到显 示器17。此显示器可以划分18用于多个应用。蜂窝电话10可以额 外地包括电子罗盘19和划分22用于多个应用的存储器21。另外， 蜂窝电话10包括未示出的，但是已知包括在传统蜂窝电话中的组件。
如图2所示，闪电辐射的大部分电磁能量在接近5kHz到10 kHz 的频率上(即，音频频率)。因此，在相对低的频率上执行闪电探 测是合理的。然而，人造EMC水平在相同低频上最高，但是将随着 频率快速衰减，因此有利的是使用稍高的闪电探测频率，或者可选 地首先将较高的探测频率下变频到基带，从而闪电探测可以发生而 免于受到人造EMC的干扰。
本发明是基于将移动电话10的音频编解码器用作放大路径，用 于闪电探测中闪电信号的A/D转换和数字处理。该思想是使用音频 编解码器的输入34连接天线(例如，线圈)或前端31,该前端31 包含闪电探测所需的多个组件或频率转换装置。闪电探测前端31可 以与麦克风并联，从而音频编解码器35的麦克风输入32由两个应 用即闪电探测前端31和麦克风14共享(参见图3)。
可替换地，其他未被使用的麦克风输入可专用于闪电探测前端。 根据音频编解码的性能，在信号可以输入到音频编解码器之前，在 闪电探测前端可能需要某些滤波和放大，从而获得足够的性能特性。来自于前端的模拟闪电探测信号在音频编解码器中放大并且进
行A/D转换。音频编解码器还包含模拟或数字滤波器。在A/D转换 以及滤波之后，可以使用数字信号处理(DSP)方法来分析闪电探测 信号，并且关于探测的闪电的信息可以呈现在设备用户界面上(即， 显示器和/或扬声器)。
具有一个或多个麦克风输入的音频编解码器还可以通过由闪电 前端以及例如耳机附件共享输入来使用。可替换地，闪电探测器前 端附件可能附接在用于耳机或免手持(hans-free)附件的同一I/0连 接器上(例如，POP端口 )。此类专用Nokia POP连接器如图6中 63所示。所有可附接的Nokia POP端口附件可以包含电路(ACI芯 片)，其中存储有为了该DSP的优化使用所需的参数。通过使用ACI 中的参数，将DSP配置为更好地支持附接到POP端口上的附件的使 用。
可替换地，闪电探测器前端附件可能包含在便携终端60的用户 可移动的功能性外壳62中，或者可以与使用电池充电单线圈61或 多线圏61进行无接触充电的电路嵌入在一起。
从实现角度来看， 一个重要的问题是在音频频率上闪电探测天 线的实现。通常，天线作为单独的线圈来实现。然而，线圏需要很 大的面积和空间，因此关键的是找到在目标设备中实现 一 个线圏/多 个线圈的有效方式。在本发明中，音频编解码器的放大路径可以与 用于感应电池充电的次级线圏(或多线圈)61结合使用。
闪电探测前端可以在音频频率上实现，例如如图4中示出的。 该闪电探测天线线圈L和前端可以通过例如所呈现的拓朴来实现。 线圈L和电容C包括带通滤波器，并且需要二极管D,和D2来保护 增益级免受太大电压峰值的伤害。在可以将信号路由到音频编解码 器之前可能需要具有增益设置电阻R卩112的可选的可操作放大器级 41，以在整个放大路径上获得足够的增益。
低端闪电探测器设计在探测频率带上通常具有76 dB的增益。因 为已知音频编解码器通常具有34到59.5 dB的增益，所以可能需要某些附加的放大以在整个放大路径上达到充足的增益。然而，在没 有音频编解码器的任何附加放大路径的情况下，在音频频率上达到 用于闪电探测的足够增益是可能的。
还可能在闪电探测中使用语音编解码器。经A/D转换的闪电信
号可以使用语音编辑码器路径进行处理，并且从闪电探测的角度出
发，可以使用数字信号处理(DSP)方法来分析语音编解码器探测和 输出的符号。而且，音频电路51、 52和语音编解码器53的组合也 可以用于分析该闪电信号。在闪电探测中使用语音编解码器的优势 在于，通常不会长期不使用语音编解码器并且因此可以增强它的利用率。
可替换地，音频编解码器的放大路径可以结合AM或FM无线 电接收器用于闪电探测。尽管如上所述，本发明是基于音频频率上 的探测，但是通过使用下变频器将高频信号下变频到音频频率也可 以在这些高频，比如AM( 150 kHz -30MHz^。 FM( 876.5 - 108 MHz) 射频频率上进行该探测。可以实现的优化结果是作为在两个或更多 彼此相距足够远的频率信道上进行探测的组合。某些探测和距离测 量方法基于闪电噪声在不同频率上的不同衰减，并且因此两个或更 多接收器的组合给出对距离雷暴中闪电活动的距离的较好估计。
而且，通过使用AM或FM接收器前端，并且通过使用作为一 部分探测链的音频编解码(TX)路径以及使用产生的编码作为数字 信号处理(DSP )方法的输入或为此目的使用相同编解码器的解码路 径(RX)来放大信号，可以探测来自于闪电的信号，从而探测和对 闪电信号进行分类。
如果超过一个麦克风输入是可用的，则闪电探测可以在两个不 同的音频频带上进行，这使探测和分析更准确。参考示出实现原理 的图5a。两个正交定位的线圏54、 55可以用于实现还可以探测雷击 方向的探测器(参见图5b)。该方向探测是基于接收自正交线圈的 电平比较。另外，两个线圏可以用于实现全方向闪电探测器(参见 图5)。全方向探测器可以通过使用用于来自于线圏Ll和L2 54、55的信号的单独信道来实现(比如图5b),或者来自于两个线圏的 信号可以相加58并且可以在滤波器59进行可能的滤波之后作为一 个信号来分析，比如图5c。当然，来自于加法器56的相加的信号没 有给出关于雷击方向的任何信息。甚至当使用如图8所示的正交线 圏时，对方向的确定也是模糊的。如果从前向81或后向82接收到 信号，则在没有额外天线的情况下，是不可能确定方向的。然而， 通过结合接收自网络的气象信息或通过仅要求用户输入风向，可以 解决此模糊性。图5a到5c中的一个线圈或两个线圈还可以是感应 充电线圈，比如图6中的充电线圈61，或者可以是用于某些其他目 的的线圈，比如用于RFID目的的线圈。
在本发明中使用的音频编解码器可以是通常在移动RF设备中 使用的类型，并且该音频编解码器可以在普通市场上获得。此类音 频编解码器是例如具有麦克风输入级的UEME，该麦克风输入级包 括三个信号的输入，3/1复用器和差动麦克风放大器和Texas Instruments的TLV320AIC23B,其是具有集成有耳机放大器的立体 声音频编解码器。
本发明可以包含通过利用探测器设备的朝向改善设备的测量性 能以及电流消耗的思想。参见图7，其中示出了水平朝向探测天线 72和垂直朝向探测天线73两者。
由于环形天线的天线增益随针对RF源71的角位置的函数而显 著改变，所以探测器的朝向可以用于改善探测、测距和/或方向测量 性能。
实际上，所有已知的闪电探测设备都依靠对电磁场中的磁性分 量(H)进行探测，存在一个线圏或两个正交线圈用于接收雷击辐射 的RF信号。由于来自于雷击的辐射在低于50MHz的频率上最强， 所以基本上只有可以集成到移动设备中的接收天线备选是小型环形 天线。
线圏天线的 一个中心性质是方向性式样。该式样看起来像圆环 74、 75，其轴线与铁氧体磁芯轴线76平行。如果仅使用一个探测天线，该探测情况类似于图7中的情况。相对于探测到的雷击的角位
置变化引起感应信号的10-30dB的变化。此变化发生在线圏轴线保 持水平时。如果该轴线垂直朝向，那么与优化朝向相比，感应信号 甚至小于30dB。
如果仅使用一个线圈天线，则距离估计(以及探测本身)中的 主要困难是根据辐射的接收方向改变天线增益。理论上，根据接收 角度，当接收到来自于闪电的RF辐射时，增益可以从OdB(角度 是0°或180° )到例如-30dB (角度90°或270。)。如果天线增 益显著改变(在两个连续测量之间)并且不存在位置信息，则很难 发现(通过仅使用一个线圈天线)幅度变化是否取决于风暴和探测 器之间的辐射距离改变，或幅度变化是否是由引起天线增益变化的 探测器的角度改变引起的。
此实施方式描述了具有至少 一个磁性线圈的手持设备以及确定 该设备朝向的某些方法。该方法也可以是手工的(需要用户为设备 确定朝向)。使用组合提供对闪电源的更好的距离估计(并且也可 能支持方向查找)。
当朝向已知时，可以解决或至少最小化线圈的方向性问题。而 且，朝向的快速改变可以用于探测不可能进行准确测量的状态。
本发明的思想是利用闪电探测器设备的位置、朝向和/或运动信 息来补偿用于探测来自于雷击的RF辐射的天线的非理想性。由于来 自于雷击的RF辐射主要是垂直极化的并且在低频(低于100 MHz) 上最强烈，所以小型环形天线在接收低频RF脉冲的使用中是最具有 空间效率的方案。高方向性是小型环形天线的一个典型特性，并且 因此接收信号的电平根据天线相对于源的朝向而剧烈改变。
其他朝向极为难以实现，那么当设备严重移动(即天线增益改变很 快)或设备的朝向不适于探测(即，天线增益很小)时，探测雷击 是不合理的。例如，在这些环境中，可以关闭闪电探测器以节省电 力，并且在设备保持静止或者从闪电探测的角度来看处于更优化的朝向时可以继续进行探测。实际上，如果识别设备的方向信息不是至关重要的。最简单的 方式可以是通过使用磁力计或加速器传感器来测量朝向，这些传感 器将以与图1中磁通量闸门罗盘19相同的方式集成到移动探测器上。 对于实际使用，应该对此罗盘进行倾斜补偿，从而允许在不同于水 平平面的平面上使用而不损失方向准确性。另一个可行的可替换方案是从作为用户输入的用户界面获取指示，该指示从闪电探测的角 度出发指明了如何为设备确定朝向，并且从而当从网络接收到的气 象信息可用时，与此附加信息相关联。本实施方式的基本思想可以在很多独立的实施方式中使用，并 且以下实施方式描述不同的探测原则。该列表以最简单的实现示例 开始并且在实施方式列表的最后列出了更复杂的组合。小型环形天他源(即，来自于用户)的指示设备朝向或位置的信息以各种方式 使用。在最筒单的可能实施方式中，朝向和/或运动探测器用于确定设 备是否是静止的。仅在设备是静止的条件下执行测量，因为这样的 话增益是常数。本发明最简单的实现仅利用探测器是否保持静止的信息。由于 线圈天线的辐射式样具有方向性，所以如果设备正在移动，则不能 认为探测环境是恒定的。如果例如对简单闪电探测算法的实现需要 设备是静止的，比如在某些商用闪电指示器中，其中需要关于探测 器设备运动的指示。以关闭该探测特征。另一个可替换的方案是保持在触发模式，其中 仅探测闪电式脉冲并且例如静态条件下进行距离估计。如果一个或两个线圈天线用于接收来自于雷击的RF辐射，则可 以定义从探测角度出发的优化位置。优化朝向可以是线圈天线的轴 线水平时的朝向。这意味着由于最强的辐射是垂直极化的，如果天线线圈的轴线接近于垂直，并且雷击信道和天线线圈之间的耦合很 小(或来自于雷击信道的耦合源自于比垂直信道分量更不一致的水 平信道部分)，则不值得测量或探测雷击。在实际情况中，当该设备以其一侧置于口袋/包中时(在该情况中，在主要信号到达的方向上是零)，这意味着例如禁用2D设备(即仅包含一个线圈的探测器)。在更先进的实现中(即，包括带有两个独立接收信道的两个正 交线圏)，如果探测朝向是难以实现的，则可以关闭其中一个信道。如图7b中所示，线圏天线的轴线垂直时的朝向从闪电探测的角 度来看不是最有用的。雷击信道通常是垂直的并且因此可以将来自 于雷击的RF辐射主要看作垂直极化。如果线圈天线的轴线不是水平 的，则耦合的信号强度可以通过使用角度进行补偿。通过具有用户界面的移动设备，可能建议用户优选地移动设备 并且确定设备的朝向。优化朝向是干扰最小的朝向。这假设存在本 地干扰源(例如荧光灯)。换言之，对该探测器设备进行定位，从 而干扰源处于与线圈轴线平行的方向上。如果需要更准确的距离估计，则可以建议用户将探测器保持在 两个正交的方向上。这实际上仅使用一个线圏建立了 "虚拟正交线 圈对"。在单线圈实现中，在两个不同位置上，例如根据两个连续 的雷击估计该距离。测量情况类似于图7中描述的情况。建议探测设备保持在两个 正交的朝向上，如图7a和图7b所示。对于连续雷击足够准确的距 离测量所需的算法可能需要在两个朝向上的多个探测到的雷击。根 据该估计和探观'J算法建议用户对他的设备重新确定朝向。如果闪电探测器使用两个(或甚至是三个)正交线圈作为接收 天线，则雷击的方向信息可能是可用的。然而，如果仅使用来自正 交线圈的偶合信号的关系，那么通过仅使用两个正交线圈对风暴进 行的方向测量存在180。的不确定性(参见图7，如果雷击发生在位 置81或82，则探测的信号相似)。通过使用三个线圏，方向信息可以是可用的。
如果探测器能够定义针对雷击或风暴中心的方向信息，那么该 探测的方向信息可以用于在连续测量期间采集设备的朝向数据，并 且可以更精确地给出针对雷击的方向。
对于克服定义雷击方向中180°的不确定性， 一个建议是，在很
多情况中，如果可以定义雷击没有发生的方向(83和84)，则已经 具有足够的信息。另一个可替换的方案是输入风向。在任一情况中， 如果用户向方向83或84移动，则他/她可以最大可能地避免接近风 暴或获得更多的时间需找掩蔽处。当然，方向估计可以在风暴接近 或离开的稍后时间更新。
一个实施方式使用两个模式触发模式，不论何时发现任何干 扰都启动该模式(至少可以是闪电相关的千扰)。然后，该触发模 式启动真实感测模式，并且如果需要，选择性地改变显示模式。通 知用户以正确地对设备确定朝向(例如，平》文在桌子上)。仅当此 朝向正确时才进行距离估计。
如果假设用户处于或多或少的匀速运动中，那么该角度覆盖所 有可能的角度并且消除增益参数。对于良好的统计估计而言，这需 要相当长的时间。此情况更简单的版本是让用户在桌子上将盖设备 旋转若干次，以便覆盖大部分角度。特别地，使用户将设备保持在 一个朝向上一段时间，然后将其改变90度，这允许覆盖最小和最大 的增益。
最终，可以将前端集成到移动RF设备中，但是它也可以是独立 的指示设备或者它甚至可以被集成到该RF设备的外部，例如集成在 如图6中所示的所谓功能性外壳62中。此类包含闪电探测前端31
的用户可改变功能性外壳可以作为附件出售。
对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明的不同实施方式 不限于上述示例，但是它们可以在所附权利要求书的范围内改变。
权利要求
1. 一种移动闪电探测器，其中所述探测器配备有天线、放大器前端、A/D转换器和数字信号处理器，其特征在于所述闪电探测器是配备有音频编解码器的移动RF设备，从而所述编解码器的预放大器用于所探测的闪电信号的放大，所述编解码器的所述A/D转换器用于所放大的闪电信号的A/D转换，并且从而所述编解码器的数字音频处理单元用于所述闪电探测的信号处理。
2. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，所述 闪电探测前端与麦克风并联，从而音频编解码器的麦克风输入由所 述闪电探测和另 一 个应用来共享。
3. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，将其 他未被使用的麦克风输入用作闪电探测前端接口 。
4. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于在闪电 探测中使用移动RF设备的语音编解码器，从而利用所述语音编解码 器路径处理经过A/D转换的闪电信号，并且从闪电探测的角度出发， 在DSP中对所述语音编解码器所输出和探测的符号进行分析。
5. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，音频 编解码器的所述放大路径与移动RF设备的AM和/或FM无线电接收器结合用于闪电探测，从而利用下变频器将这些高频信号下变频 到音频频率。
6. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，存在 至少两个可用于所述闪电探测的麦克风输入，并且所述闪电探测至 少在两个不同音频频带上执行。
7. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，将所 述闪电探测作为在两个或更多频率信道上的探测的组合来执行。
8. 根据权利要求I所述的移动闪电探测器，其特征在于，使用 两个位置上正交的天线线圈以实现还可以探测雷击方向的探测器。
9. 一种用于通过移动闪电探测器进行闪电探测的方法，该移动 闪电探测器配备有天线、放大器前端、A/D转换器和数字信号处理 器，其特征在于所述闪电探测器是配备有音频编解码器的移动RF设备，从而所 述编解码器的预放大器用于所探测的闪电信号的放大，所述编解码器的所述A/D转换器用于所放大的闪电信号的A/D 转换，以及从而所述编解码器的所述数字音频处理单元用于所述闪电探测 的信号处理。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述闪电探测前 端与麦克风并联，从而音频编解码器的麦克风输入由所述闪电探测 和另一个应用来共享。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将其他未被使用 的麦克风输入用作闪电探测前端接口 。
12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于在闪电探测中使用 移动RF设备的语音编解码器，从而利用所述语音编解码器路径处理 经过A/D转换的闪电信号，并且从闪电探测的角度出发，在DSP中 对所述语音编解码器所输出和探测的符号进行分析。
13. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，音频编解码器的 所述放大路径与移动RF设备的AM和/或FM无线电接收器结合用 于闪电探测，从而利用下变频器将这些高频信号下变频到音频频率。
14. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，存在至少两个可 用于闪电探测的麦克风输入，并且所述闪电探测至少在两个不同音 频频带上执行。
15. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述闪电探测 作为在两个或更多频率信道上的探测的组合来执行。
16. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使用两个位置上 正交的天线线圈以实现还可以探测雷击方向的探测器。
17. 根据权利要求6所述的移动闪电探测器，其特征在于，另外， 两个线圏可以用于实现全方向闪电探测器，从而所述全方向探测器 可以通过使用单独的信道实现，或者可以将来自于两个线圏的信号 相加并且作为一个信号来分析。
18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，另外，两个线圈可以用于实现全方向闪电纟笨测器，乂人而所述全方向#:测器可以通 过使用单独的信道实现，或者可以将来自于两个线圏的信号相加并 且作为一个信号来分析。
19. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，所述 RF设备包含确定所述移动RF设备的朝向的装置。
20. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述方法中， 包括通过使用探测器设备的所述方向对所述设备的测量性能和电流 消耗进行改善。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，朝向和/或运动 探测器用于确定所述设备是否是静止的，并且所述测量仅在所述设 备是静止时执行。
22. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括事件时间 的所探测到的雷击信息存储在存储器中，用于确定所述可能的雷击 与所述移动设备之间的距离。
23. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述移动RF 设备能够在所述存储器中存储从网络接收的附加气象信息。
24. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述气象信息 可以显示在显示器上，以示出雷暴的强度、距离以及针对该雷暴的相对和真实方向。
25. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，所述 前端集成到所述移动RF设备上。
26. 根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，所述 前端是独立的指示器设备或在外部集成的所述RF设备，例如在所谓 的功能性外壳中。
27.根据权利要求1所述的移动闪电探测器，其特征在于，至少 一个指示器线圏是用于某些其他目的的一个或多个感应充电线圈。
全文摘要
一种用于闪电探测的闪电探测器和一种闪电探测方法，其中移动闪电探测器配备有天线、放大器前端、A/D转换器和数字信号处理器，并且其中该闪电探测器是配备有音频编解码器的移动RF设备，从而该编解码器的预放大器用于所探测的闪电信号的放大，该编解码器的A/D转换器用于所放大的闪电信号的A/D转换，并且从而该编解码器的数字音频处理单元用于该闪电探测的信号处理。
文档编号G01W1/16GK101287993SQ200580051826
公开日2008年10月15日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者A·兰塔玛基, A·宇西塔洛, J·勒宇纳玛基, J·让蒂南, J·马克拉, K·卡尔利奥雅尔维, T·凯屈朗塔 申请人:诺基亚公司