一种多通道雷电波采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型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。
[0003]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主要采用干涉法进行闪电定位。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。进行雷电预警的装备主要是采用VLF/LF和大气电场仪。
[0004]但是，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干扰，采用VLF/LF的方法同时，额外需要采取有效的抗电磁干扰措施。
【实用新型内容】
[0005]发明目的:本实用新型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。该装置可以有效的防止外界电子设备辐射波等的干扰。
[0006]技术方案:本实用新型给出一种多通道雷电波采集装置，包括:天线罩、设置在该天线罩下方的信号控制盒；其中，在所述的信号控制盒内设有云间闪信号处理单元，云地闪信号处理单元；在所述天线罩内设有相互垂直且相邻的第一云间闪天线和第二云间闪天线；以及相互垂直且相邻的第一云地闪天线和第二云地闪天线，且四根天线形成一正方形形状；第一云间闪天线、第二云间闪天线和第一地闪天线、第二地闪天线通过天线引线分别与所述的信号控制盒内的云间闪信号处理单元和云地闪信号处理单元相连接。
[0007]进一步，所述第一云间闪天线和第二云间闪天线的长度为20cm，直径为20mm ;
[0008]进一步，所述第一云地闪天线和第二云地闪天线长度为20cm，直径为15mm ；
[0009]进一步，所述的第一云地闪天线和第二云地闪天线所在平面到所述的云地闪信号处理单元的所在平面的距离不超过20cm ;
[0010]进一步，所述的第一云间闪天线和第二云间闪天线所在平面到所述的云间闪信号处理单元的所在平面的距离不超过20cm ;
[0011]进一步，所述的天线罩的材料采用ABS材质；
[0012]进一步，还包设置在所述信号控制盒下方的紧固装置；
[0013]进一步，所述的信号控制盒和所述的紧固装置采用铸铝材质制成。
[0014]有益效果:本技术方案通过在天线罩内设有相互垂直第一云间闪天线、第二云间闪天线和第一云地闪天线、第二云地闪天线，四根天线形成一正方形形状；相互垂直放置，从而可以接收两个频率段的来自360度方向的电磁波信号。同时，将设置有信号处理单元的信号控制盒设置在天线罩的下方，确保了天线与信号处理单元的距离小于20cm，从而减小外界的电磁干扰。此外天线罩采用ABS材质，以及信号控制盒采用铸铝材质，大大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。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型雷电波采集装置的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型中天线罩及天线的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型中云地闪信号处理单元模块图；
[0018]图4为本实用新型中云间闪信号处理单元模块图；
[0019]其中，1、第一云间闪天线，2、第二云间闪天线，3、第一云地闪天线，4、第二云地闪天线B，5、天线罩，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。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本发明的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围
[0021]如图1至图2所示，给出本实用新型的多通道雷电波采集装置的结构示意图，该装置包括: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；设置在该天线罩5下方的信号控制盒8，该信号控制盒8紧贴固定在天线罩5下方；以及设置在信号控制盒下方8的紧固装置10，信号控制盒8以及紧固装置10采用铸铝材质，这种材料可以减小电磁波信号对信号控制盒的影响，并同时增加结构的机械强度。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。
[0022]其中，在所述的信号控制盒8内设有云间闪信号处理单元，云地闪信号处理单元(图中未示)；在天线罩5内设有相互平行的第一云间闪天线I和第二云地闪天线4 ;相互平行的第二云间闪天线2和第二云地闪天线4 ;其中，云间闪天线和云地闪天线两两相互垂直，四根天线形成一正方形状。如图2所示，第一云间闪天线I和第二云间闪天线2相邻且相互垂直设置，并放置在天线罩5的一侧。其中，第一云间闪天线I和第二云间闪天线2的长度为20cm，直径为20mm，这时，第一云间闪天线I和第二云间闪天线2的谐振频率大于ΙΟΟΚΗζ，相互垂直的放置方法可以使得天线接收来自360度的云间闪电磁波信号。而第一云地闪天线3和第二云地闪天线4相邻且互垂直放置在天线罩5的另一侧，其中，第一云地闪天线3和第二云地闪天线4长度为20cm，直径为15mm。这时，第一云地闪天线3和第二云地闪天线4的谐振频率大于150KHZ，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。
[0023]四根天线形成一个四方形状，两云间闪天线和两云地闪天线通过天线引线11分别与所述的信号控制盒8内的云间闪信号处理单元和云地闪信号处理单元相连接，即第一云地闪天线A3、第二云地闪天线4连接云地闪信号处理单元；第一云间闪天线1、第二云间闪天线2连接云间闪信号处理单元。天线引线11从天线罩5中心的圆孔12引出。所述的信号控制盒8的一侧还设有信号输出端子9，该端子采用防水式；将采集信号输出。
[0024]因雷电空中的云地闪之前的5分钟至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1Khz以内。故本实用新型的采集装置是通过对这两种频段电磁波的采集，对雷电进行预警。
[0025]第一云间闪天线1、第二云间闪天线2和第一云地闪天线3、第二云地闪天线4将接受信号通过引线传送给云间闪信号处理单元和云地闪信号处理单元进行处理。为使电磁干扰度降到最低，天线所在平面到与信号处理单元所在平面的距离不超过20cm。即所述的第一云地闪天线和第二云地闪天线所在平面到所述的云地闪信号处理单元的所在平面的距离不超过20cm。所述的第一云间闪天线和第二云间闪天线所在平面到所述的云间闪信号处理单元的所在平面的距离不超过20cm。其中，云间闪信号处理单元的处理过程如图3所示:两云间闪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，并将计数信号通过信号输出端子9输出。
[0026]而云地闪信号处理单元的处理过程如图4所示，两云地闪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。随后两信号进行“或”处理，并将信号信号输出端子9输出。
[0027]通过对上述信号的采集和处理，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干扰而造成的虚报等。
【主权项】
1.一种多通道雷电波采集装置，主要包括:第一云间闪天线(I)，第二云间闪天线(2)，第一云地闪天线(3)，第二云地闪天线(4)，天线罩(5)，云间闪信号处理单元(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(11)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(10)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。
2.根据权利要求1所述的一种多通道雷电波采集装置，其特征是:第一云间闪天线(I)、第二云间闪天线(2)、第一云地闪天线(3)以及第二云地闪天线(4)相互垂直并形成一个四方形状，且第一云间闪天线(I)与第二云间闪天线(2)相邻，第一云地闪天线(3)与第二云地闪天线(4)相邻，四根天线的采用，实现了 360度全角度、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所述的一种多通道雷电波采集装置，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所述的一种多通道雷电波采集装置，其特征是:天线罩(5)采用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。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多通道雷电波采集装置。按照本实用新型提供的技术方案，所述的雷电波采集装置主要包括：第一云间闪天线，第二云间闪天线，第一云地闪天线，第二云地闪天线，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。具体的实现方式是：第一云间闪天线、第二云间闪天线、第一云地闪天线以及第二云地闪天线互相垂直放置在天线罩内，并形成一个四方形状。信号处理单元固定在信号控制盒内，信号控制盒固定、紧贴在天线罩下方。紧固装置放置在信号控制盒下方，并与信号控制盒紧密连接在一起。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。
【IPC分类】H01Q1-42, G01R19-25, G01R15-18, H01Q21-29
【公开号】CN204558652
【申请号】CN201520128496
【发明人】曹二林, 季鑫源, 曹大林, 吕辉
【申请人】曹二林
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月6日