專利名稱：光電信號符合的閃電監(jiān)測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閃電監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種光電信號符合的閃電監(jiān)測方法及其裝置。
背景技術(shù)：
閃電是自然大氣中的超強、瞬間放電現(xiàn)象，是聯(lián)合國“國際減災(zāi)十年”公布的最嚴重的十種自然災(zāi)害之一，一直對人類的生產(chǎn)生活構(gòu)成嚴重危害。經(jīng)常受到閃電影響的領(lǐng)域 包括建筑、電網(wǎng)、通訊、林業(yè)、交通、軍事設(shè)置等，尤其現(xiàn)在廣泛使用的微電子技術(shù)、信息網(wǎng) 絡(luò)、無線通信設(shè)備，遭受閃擊并造成重大損失的可能性愈來愈大。因此，如何準確地監(jiān)測和 預(yù)報閃電，已日益成為人類急需解決的問題。閃電是發(fā)生在自然大氣中的瞬間放電過程，同時伴有聲、光、電磁等信號的出現(xiàn)。 當(dāng)前，最適合大范圍探測的信號是電磁脈沖信號，而利用聲學(xué)、光學(xué)進行閃電監(jiān)測的用途有 限。因此，當(dāng)前的閃電探測設(shè)備主要通過探測閃電回擊輻射的電磁脈沖信號來遙測閃電回 擊放電參數(shù)、確定閃電的位置(一般為二維位置，用經(jīng)緯度表示)和時間。單純地探測電磁 信號，難以對閃電進行全面準確的描述。這不利對閃電信號與噪聲信號的辨別，也不利于對 閃電物理機制的研究。而采用光電信號符合的監(jiān)測方法，同步記錄閃電發(fā)生時輻射的光信 號和電磁信號，有利于干擾信號的過濾，降低誤報率，提高閃電識別的精度，進而可以提高 閃電定位的精度，還可以為研究閃電的放電機理以及閃電發(fā)展的物理過程提供更為充足準 確的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種光電信號符合的閃電監(jiān)測方 法及其裝置。實現(xiàn)地閃閃電光信號和電磁信號的同步采集，完成閃電的高精度識別與定位。光電信號符合的閃電監(jiān)測方法包括如下步驟1)由光電池接收地閃放電時輻射的光信號，信號經(jīng)放大、濾波后被傳輸至數(shù)據(jù)采 集模塊；2)由天線感應(yīng)接收地閃放電時輻射的甚低頻段電磁脈沖信號，信號經(jīng)放大、濾波 后被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；3)由GPS模塊采集地閃放電時的精確時間信息和探測站點的經(jīng)度、緯度和高度空 間位置信息，信息被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；4)閃電的光信號和電磁信號分別經(jīng)過AD模塊后成為數(shù)字化的電信號，DSP模塊記 錄這些電信號，DSP模塊同時記錄GPS模塊提供的時間和位置信息；5) DSP模塊將閃電數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至系統(tǒng)主機；6)系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)接收探頭發(fā)送的閃電數(shù)據(jù)；7)系統(tǒng)主機通過光電信號的同步分析，完成閃電的識別，濾除干擾的噪聲信號；8)系統(tǒng)主機利用到達時間法對閃電進行定位，計算出閃電的時間和位置；
9)系統(tǒng)主機建立閃電信息數(shù)據(jù)庫，將已定位的閃電數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)庫，同時提供查詢、統(tǒng)計功能。所述的步驟7)為對于同一閃電所輻射的光信號和電磁信號，其脈沖波形具有同步性，脈沖的發(fā)生 時間、峰值到達時間、脈沖個數(shù)、脈沖上升沿和脈沖寬度等特征具有相似性，因此，閃電識別 的規(guī)則如下1)閃電光信號和電磁信號都應(yīng)具有明顯的上升沿，采用電磁信號的上升沿作為采 集的觸發(fā)信號，當(dāng)閃電光信號的波形不存在明顯的上升沿時，判定該信號是噪聲；2)閃電光信號脈沖的發(fā)生時間和峰值到達時間都要滯后于電磁信號，并且脈沖上 升沿和寬度也較電磁信號寬，如果某一閃電信號的光信號和電磁信號不符合上述規(guī)則，可 以判定該信號是噪聲。光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置包括系統(tǒng)主機、探頭1、探頭2.....探頭n-1和探
頭η ；探頭1、探頭2.....探頭n-1、探頭η分別與系統(tǒng)主機相連；所述的探頭包括光信號放
大模塊、電磁信號放大模塊、GPS模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括AD模塊和DSP模 塊；光信號放大模塊和電磁信號放大模塊分別與AD模塊相連，AD模塊再與DSP模塊相連， GPS模塊與DSP模塊相連；所述的光信號放大模塊的電路為光電池與對數(shù)放大器、帶通濾 波器1依次相連，所述的電磁信號放大模塊的電路為接收天線與前置放大器、帶通濾波器 2依次相連。所述的光電池采用硅光電池；所述的接收天線采用長度80 IOOcm的全向鞭狀天 線；所述的GPS模塊采用GS-87智慧型衛(wèi)星接收模組；所述的AD模塊采用AD7276 ；所述的 DSP 模塊采用 TMS320DM，外擴 4M*32bit 的 SDRAM 和 8bit 的 FLASH。所述的對數(shù)放大器的電路為對數(shù)放大器U8的15號引腳與連接器J7的1號引腳、 電容器C12的一端相連，連接器J7的2號引腳與對數(shù)放大器U8的10號引腳、電容器E5的 一端、電容器C14的一端和正5伏的電壓源相連，電容器C12的另一端經(jīng)電阻R16接地，對 數(shù)放大器U8的13號引腳和14號引腳經(jīng)電容器C18、電阻R30接地，電容器C14的另一端與 電容器E5的另一端接地，對數(shù)放大器U8的2號引腳經(jīng)電容器C19接地，對數(shù)放大器U8的 11號引腳經(jīng)電阻R31接地，對數(shù)放大器U8的3號引腳和4號引腳接地，對數(shù)放大器U8的5 號引腳與6號引腳相連，對數(shù)放大器U8的12號引腳和16號引腳經(jīng)電容器C20接地，對數(shù) 放大器U8的7號引腳經(jīng)電阻R33接地，對數(shù)放大器U8的8號引腳經(jīng)電阻R32與對數(shù)放大 器U8的7號引腳相連。所述的帶通濾波器1的電路為運算放大器U9的正相輸入端與電阻RLN2的一端 和電容器CLN2的一端相連，電阻RLN2的另一端與電阻R34的一端、電阻R36的一端和電容 器CHN2的一端相連，電容器CLN2的另一端與電阻RLM2的一端和電容器CLM2的一端相連， 電阻RLM2的另一端和與運算放大器U9的輸出端、電阻RHM2的一端和電阻R35的一端相 連，電阻R35的另一端與運算放大器U9的反相輸入端和電阻R34的另一端相連，運算放大 器UlO的正相輸入端與電阻RHN2的一端和電容器CHN2的另一端相連，電阻RHN2的另一端 與電阻RHM2的另一端和電容器CHM2的一端相連，電容器CHM2的另一端與運算放大器UlO 的輸出端和電阻R37的一端相連，電阻R37的另一端與電阻R36的另一端和運算放大器UlO 的反相輸入端相連，運算放大器U9的負極接地，運算放大器U9的正極與正5伏的電壓源和電容器C21的一端相連，電容器C21的另一端接地，運算放大器UlO的負極接地，運算放大 器UlO的正極與正5伏的電壓源和電容器C22的一端相連，電容器C22的另一端接地。
所述的前置放大器的電路為運算放大器U3的正相輸入端與電容器CLNl的一端 和電阻RLNl的一端相連，電容器CLNl的一端與電阻R17的一端相連，電阻RLNl的另一端 與電阻RLMl的一端和二極管Dl正極相連，二極管Dl的負極接地，電阻RLMl的另一端與連 接器J6的1號引腳相連，連接器J6的2號引腳接地，運算放大器U3的反相輸入端與電阻 R17的另一端和電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與運算放大器U3的輸出端相連，運 算放大器U3的負極接地，運算放大器U3的正極經(jīng)與正5伏的電壓源和電容器C13的一端 相連，電容器C13的另一端接地。所述的帶通濾波器2的電路為運算放大器U4的正相輸入端與電容器CHNl的一 端和電阻RHNl的一端相連，電容器CHNl的另一端與電阻RHMl的一端相連，電阻RHNl的另 一端與電阻R19的一端、電阻R7的一端、電阻R22的一端和電容器C16的一端相連，電阻 RHMl的另一端與運算放大器U4的輸出端、電阻R20的一端和電阻R21的一端相連，運算放 大器U4的反相輸入端與電阻R19的另一端和電阻R20的另一端相連，運算放大器TO的反 相輸入端與電阻R7的另一端、電容器C8的一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與 滑動變阻器Wl的一端相連，滑動變阻器Wl的另一端與電容器C8的另一端、滑動變阻器Wl 的滑動端和運算放大器U5的輸出端相連，運算放大器TO的正相輸入端與電阻R21的另一 端、電容器C16的另一端和電阻R22的另一端相連，運算放大器U4的負極接地，運算放大器 U4的正極與正5伏的電壓源和電容器C15的一端相連，電容器C15的另一端接地，運算放大 器U5的負極接地，運算放大器TO的正極與正5伏的電壓源和電容器C7的一端相連，電容 器C7的另一端接地。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明構(gòu)思新穎、設(shè)計合理、性能穩(wěn)定，提供了一種基于光電信號符合的閃電監(jiān)測 方法及其裝置。同步采集并記錄閃電發(fā)生時輻射的光信號和電磁信號，而通過對光電信號 的同步分析，有利于干擾信號的過濾，降低誤報率，提高閃電識別的精度，進而可以提高閃 電定位的精度，還可以為研究閃電的放電機理以及閃電發(fā)展的物理過程提供更為充足準確 的數(shù)據(jù)。采用DSP對數(shù)據(jù)進行采集和記錄，具有處理速度快的特點。采用GPS系統(tǒng)，可以獲 得閃電的精確時間信號和探測站點的經(jīng)度、緯度和高度空間位置信息，可以利用時間差法 實現(xiàn)閃電的三維定位，具有定位精度高的特點。


圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)方法框圖；圖2是本發(fā)明的探頭結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的光信號放大模塊設(shè)計圖；圖4是本發(fā)明的電磁信號放大模塊設(shè)計圖；圖5是本發(fā)明的對數(shù)放大器電路圖；圖6是本發(fā)明的帶通濾波器1電路圖；圖7是本發(fā)明的前置放大器電路圖；圖8是本發(fā)明的帶通濾波器2電路圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的描述。
光電信號符合的閃電監(jiān)測方法包括如下步驟1)由光電池接收地閃放電時輻射的光信號，信號經(jīng)放大、濾波后被傳輸至數(shù)據(jù)采 集模塊；2)由天線感應(yīng)接收地閃放電時輻射的甚低頻段電磁脈沖信號，信號經(jīng)放大、濾波 后被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；3)由GPS模塊采集地閃放電時的精確時間信息和探測站點的經(jīng)度、緯度和高度空 間位置信息，信息被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；4)閃電的光信號和電磁信號分別經(jīng)過AD模塊后成為數(shù)字化的電信號，DSP模塊記 錄這些電信號，DSP模塊同時記錄GPS模塊提供的時間和位置信息；5) DSP模塊將閃電數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至系統(tǒng)主機；6)系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)接收探頭發(fā)送的閃電數(shù)據(jù)；7)系統(tǒng)主機通過光電信號的同步分析，完成閃電的識別，濾除干擾的噪聲信號；8)系統(tǒng)主機利用到達時間法對閃電進行定位，計算出閃電的時間和位置；9)系統(tǒng)主機建立閃電信息數(shù)據(jù)庫，將已定位的閃電數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)庫，同時提供查 詢、統(tǒng)計功能。所述的步驟7)為對于同一閃電所輻射的光信號和電磁信號，其脈沖波形具有同步性，脈沖的發(fā)生 時間、峰值到達時間、脈沖個數(shù)、脈沖上升沿和脈沖寬度等特征具有相似性，因此，閃電識別 的規(guī)則如下1)閃電光信號和電磁信號都應(yīng)具有明顯的上升沿，采用電磁信號的上升沿作為采 集的觸發(fā)信號，當(dāng)閃電光信號的波形不存在明顯的上升沿時，判定該信號是噪聲；2)閃電光信號脈沖的發(fā)生時間和峰值到達時間都要滯后于電磁信號，并且脈沖上 升沿和寬度也較電磁信號寬，如果某一閃電信號的光信號和電磁信號不符合上述規(guī)則，可 以判定該信號是噪聲。如圖1 4所示，光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置包括系統(tǒng)主機、探頭1、探頭
2.....探頭n-1和探頭η ；探頭1、探頭2.....探頭η_1、探頭η分別與系統(tǒng)主機相連；所述
的探頭包括光信號放大模塊、電磁信號放大模塊、GPS模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊 包括AD模塊和DSP模塊；光信號放大模塊和電磁信號放大模塊分別與AD模塊相連，AD模 塊再與DSP模塊相連，GPS模塊與DSP模塊相連；所述的光信號放大模塊的電路為光電池 與對數(shù)放大器、帶通濾波器1依次相連，所述的電磁信號放大模塊的電路為接收天線與前 置放大器、帶通濾波器2依次相連；光電池用來采集閃電發(fā)生時輻射的光信號，本裝置中的光電池采用濱松公司的 S7479硅光電池，其平均響應(yīng)率為0. 72A/W，光敏面積為25mm2，輸入信號為10_2W/m2時，信號 輸出為0. 18μΑ ；接收天線用來接收閃電發(fā)生時輻射的甚低頻段電磁信號，本裝置中的接收天線采 用長度約80 IOOcm的全向鞭狀天線，最后經(jīng)標定確定其天線系數(shù)；
GPS用來采集閃電發(fā)生的時間信息和探測站點所在位置的空間坐標信息，本裝置 中GPS模塊采用GS-87智慧型衛(wèi)星接收模組；AD模塊負責(zé)將閃電的光信號和電磁信號分別轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的電信號，再將光信 號和電磁信號對應(yīng)的數(shù)字化電信號傳輸至DSP模塊；本裝置中的AD模塊采用AD公司的 AD7276 ；DSP模塊負責(zé)接收AD發(fā)送的光信號和電磁信號所對應(yīng)的數(shù)字化電信號 ，并進行記 錄，同時記錄GPS提供的時間和位置信息，最后將數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至系統(tǒng)主機；本裝置中的 DSP模塊采用TI公司的TMS320DM，外擴4M*32bit的SDRAM和8bit的FLASH，同時具有SD/ MMC接口，10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，兩路標準RS232串口通訊接口。如圖5所示，對數(shù)放大器的電路為對數(shù)放大器U8的15號引腳與連接器J7的1 號引腳、電容器C12的一端相連，連接器J7的2號引腳與對數(shù)放大器U8的10號引腳、電容 器E5的一端、電容器C14的一端和正5伏的電壓源相連，電容器C12的另一端經(jīng)電阻R16 接地，對數(shù)放大器U8的13號引腳和14號引腳經(jīng)電容器C18、電阻R30接地，電容器C14的 另一端與電容器E5的另一端接地，對數(shù)放大器U8的2號引腳經(jīng)電容器C19接地，對數(shù)放大 器U8的11號引腳經(jīng)電阻R31接地，對數(shù)放大器U8的3號引腳和4號引腳接地，對數(shù)放大 器U8的5號引腳與6號引腳相連，對數(shù)放大器U8的12號引腳和16號引腳經(jīng)電容器C20 接地，對數(shù)放大器U8的7號引腳經(jīng)電阻R33接地，對數(shù)放大器U8的8號引腳經(jīng)電阻R32與 對數(shù)放大器U8的7號引腳相連。如圖6所示，帶通濾波器1的電路為運算放大器U9的正相輸入端與電阻RLN2的 一端和電容器CLN2的一端相連，電阻RLN2的另一端與電阻R34的一端、電阻R36的一端和 電容器CHN2的一端相連，電容器CLN2的另一端與電阻RLM2的一端和電容器CLM2的一端 相連，電阻RLM2的另一端和與運算放大器U9的輸出端、電阻RHM2的一端和電阻R35的一 端相連，電阻R35的另一端與運算放大器U9的反相輸入端和電阻R34的另一端相連，運算 放大器UlO的正相輸入端與電阻RHN2的一端和電容器CHN2的另一端相連，電阻RHN2的另 一端與電阻RHM2的另一端和電容器CHM2的一端相連，電容器CHM2的另一端與運算放大器 UlO的輸出端和電阻R37的一端相連，電阻R37的另一端與電阻R36的另一端和運算放大器 UlO的反相輸入端相連，運算放大器U9的負極接地，運算放大器U9的正極與正5伏的電壓 源和電容器C21的一端相連，電容器C21的另一端接地，運算放大器UlO的負極接地，運算 放大器UlO的正極與正5伏的電壓源和電容器C22的一端相連，電容器C22的另一端接地。如圖7所示，前置放大器的電路為運算放大器U3的正相輸入端與電容器CLNl的 一端和電阻RLNl的一端相連，電容器CLNl的一端與電阻R17的一端相連，電阻RLNl的另 一端與電阻RLMl的一端和二極管Dl正極相連，二極管Dl的負極接地，電阻RLMl的另一端 與連接器J6的1號引腳相連，連接器J6的2號引腳接地，運算放大器U3的反相輸入端與 電阻R17的另一端和電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與運算放大器U3的輸出端相 連，運算放大器U3的負極接地，運算放大器U3的正極經(jīng)與正5伏的電壓源和電容器C13的 一端相連，電容器C13的另一端接地。如圖8所示，帶通濾波器2的電路為運算放大器U4的正相輸入端與電容器CHNl 的一端和電阻RHNl的一端相連，電容器CHNl的另一端與電阻RHMl的一端相連，電阻RHNl 的另一端與電阻R19的一端、電阻R7的一端、電阻R22的一端和電容器C16的一端相連，電阻RHMl的另一端與運算放大器U4的輸出端、電阻R20的一端和電阻R21的一端相連，運算 放大器U4的反相輸入端與電阻R19的另一端和電阻R20的另一端相連，運算放大器TO的 反相輸入端與電阻R7的另一端、電容器C8的一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端 與滑動變阻器Wl的一端相連，滑動變阻器Wl的另一端與電容器C8的另一端、滑動變阻器 Wl的滑動端和運算放大器U5的輸出端相連，運算放大器U5的正相輸入端與電阻R21的另 一端、電容器C16的另一端和電阻R22的另一端相連，運算放大器U4的負極接地，運算放大 器U4的正極與正5伏的電壓源和電容器C15的一端相連，電容器C15的另一端接地，運算 放大器U5的負極接地，運算放大器U5的正極與正5伏的電壓源和電容器C7的一端相連， 電容器C7的另一端接地。
權(quán)利要求
一種光電信號符合的閃電監(jiān)測方法，其特征在于包括如下步驟1)由光電池接收地閃放電時輻射的光信號，信號經(jīng)放大、濾波后被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；2)由天線感應(yīng)接收地閃放電時輻射的甚低頻段電磁脈沖信號，信號經(jīng)放大、濾波后被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；3)由GPS模塊采集地閃放電時的精確時間信息和探測站點的經(jīng)度、緯度和高度空間位置信息，信息被傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊；4)閃電的光信號和電磁信號分別經(jīng)過AD模塊后轉(zhuǎn)化成為數(shù)字化的電信號，DSP模塊記錄這些電信號，DSP模塊同時記錄GPS模塊提供的時間和位置信息；5)DSP模塊通過網(wǎng)絡(luò)將閃電數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)主機；6)系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)接收探頭發(fā)送的閃電數(shù)據(jù)；7)系統(tǒng)主機通過光電信號的同步分析，完成閃電的識別，濾除干擾的噪聲信號；8)系統(tǒng)主機利用到達時間法對閃電進行定位，計算出閃電的時間和位置；9)系統(tǒng)主機建立閃電信息數(shù)據(jù)庫，將已定位的閃電數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)庫，同時提供查詢、統(tǒng)計功能。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測方法，其特征在于所述的步驟7)為對于同一閃電所輻射的光信號和電磁信號，其脈沖波形具有同步性，脈沖的發(fā)生時間、 峰值到達時間、脈沖個數(shù)、脈沖上升沿和脈沖寬度等特征具有相似性，因此，閃電識別的規(guī) 則如下1)閃電光信號和電磁信號都應(yīng)具有明顯的上升沿，采用電磁信號的上升沿作為采集的 觸發(fā)信號，當(dāng)閃電光信號的波形不存在明顯的上升沿時，判定該信號是噪聲；2)閃電光信號脈沖的發(fā)生時間和峰值到達時間都要滯后于電磁信號，并且脈沖上升沿 和寬度也較電磁信號寬，如果某一閃電信號的光信號和電磁信號不符合上述規(guī)則，可以判 定該信號是噪聲。
3.一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于包括系統(tǒng)主機、探頭1、探頭2、…、 探頭n-1和探頭n ；探頭1、探頭2、…、探頭n-1、探頭n分別與系統(tǒng)主機相連；所述的探頭 包括光信號放大模塊、電磁信號放大模塊、GPS模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括AD 模塊和DSP模塊；光信號放大模塊和電磁信號放大模塊分別與AD模塊相連，AD模塊再與 DSP模塊相連，GPS模塊與DSP模塊相連；所述的光信號放大模塊的電路為光電池與對數(shù) 放大器、帶通濾波器1依次相連；所述的電磁信號放大模塊的電路為接收天線與前置放大 器、帶通濾波器2依次相連。
4.如權(quán)利要求3所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于所述的光電池 采用硅光電池，所述的接收天線采用長度80 100cm的全向鞭狀天線，所述的GPS模塊采 用GS-87智慧型衛(wèi)星接收模組，所述的AD模塊采用AD7276，所述的DSP模塊采用TMS320DM， 外擴 4M*32bit 的 SDRAM 和 8bit 的 FLASH。
5.如權(quán)利要求3所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于所述的對數(shù)放 大器的電路為對數(shù)放大器U8的15號引腳與連接器J7的1號引腳、電容器C12的一端相 連，連接器J7的2號引腳與對數(shù)放大器U8的10號引腳、電容器E5的一端、電容器C14的一端和正5伏的電壓源相連，電容器C12的另一端經(jīng)電阻R16接地，對數(shù)放大器U8的13號 引腳和14號引腳經(jīng)電容器C18、電阻R30接地，電容器C14的另一端與電容器E5的另一端 接地，對數(shù)放大器U8的2號引腳經(jīng)電容器C19接地，對數(shù)放大器U8的11號引腳經(jīng)電阻R31 接地，對數(shù)放大器U8的3號引腳和4號引腳接地，對數(shù)放大器U8的5號引腳與6號引腳相 連，對數(shù)放大器U8的12號引腳和16號引腳經(jīng)電容器C20接地，對數(shù)放大器U8的7號引腳 經(jīng)電阻R33接地，對數(shù)放大器U8的8號引腳經(jīng)電阻R32與對數(shù)放大器U8的7號引腳相連。
6.如權(quán)利要求3所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于所述的帶通濾 波器1的電路為運算放大器U9的正相輸入端與電阻RLN2的一端和電容器CLN2的一端相 連，電阻RLN2的另一端與電阻R34的一端、電阻R36的一端和電容器CHN2的一端相連，電 容器CLN2的另一端與電阻RLM2的一端和電容器CLM2的一端相連，電阻RLM2的另一端和 與運算放大器U9的輸出端、電阻RHM2的一端和電阻R35的一端相連，電阻R35的另一端與 運算放大器U9的反相輸入端和電阻R34的另一端相連，運算放大器U10的正相輸入端與電 阻RHN2的一端和電容器CHN2的另一端相連，電阻RHN2的另一端與電阻RHM2的另一端和 電容器CHM2的一端相連，電容器CHM2的另一端與運算放大器U10的輸出端和電阻R37的 一端相連，電阻R37的另一端與電阻R36的另一端和運算放大器U10的反相輸入端相連，運 算放大器U9的負極接地，運算放大器U9的正極與正5伏的電壓源和電容器C21的一端相 連，電容器C21的另一端接地，運算放大器U10的負極接地，運算放大器U10的正極與正5 伏的電壓源和電容器C22的一端相連，電容器C22的另一端接地。
7.如權(quán)利要求3所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于所述的前置放 大器的電路為運算放大器U3的正相輸入端與電容器CLN1的一端和電阻RLN1的一端相 連，電容器CLN1的一端與電阻R17的一端相連，電阻RLN1的另一端與電阻RLM1的一端和 二極管D1正極相連，二極管D1的負極接地，電阻RLM1的另一端與連接器J6的1號引腳相 連，連接器J6的2號引腳接地，運算放大器U3的反相輸入端與電阻R17的另一端和電阻 R18的一端相連，電阻R18的另一端與運算放大器U3的輸出端相連，運算放大器U3的負極 接地，運算放大器U3的正極經(jīng)與正5伏的電壓源和電容器C13的一端相連，電容器C13的 另一端接地。
8.如權(quán)利要求3所述的一種光電信號符合的閃電監(jiān)測裝置，其特征在于所述的帶通濾 波器2的電路為運算放大器U4的正相輸入端與電容器CHN1的一端和電阻RHN1的一端 相連，電容器CHN1的另一端與電阻RHM1的一端相連，電阻RHN1的另一端與電阻R19的一 端、電阻R7的一端、電阻R22的一端和電容器C16的一端相連，電阻RHM1的另一端與運算 放大器U4的輸出端、電阻R20的一端和電阻R21的一端相連，運算放大器U4的反相輸入端 與電阻R19的另一端和電阻R20的另一端相連，運算放大器U5的反相輸入端與電阻R7的 另一端、電容器C8的一端和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與滑動變阻器W1的一端 相連，滑動變阻器W1的另一端與電容器C8的另一端、滑動變阻器W1的滑動端和運算放大 器U5的輸出端相連，運算放大器TO的正相輸入端與電阻R21的另一端、電容器C16的另一 端和電阻R22的另一端相連，運算放大器U4的負極接地，運算放大器U4的正極與正5伏的 電壓源和電容器C15的一端相連，電容器C15的另一端接地，運算放大器TO的負極接地，運 算放大器TO的正極與正5伏的電壓源和電容器C7的一端相連，電容器C7的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電信號符合的閃電監(jiān)測方法及其裝置。本發(fā)明的方法是，采用多站探測的方式，同步采集閃電發(fā)生時輻射的光信號和甚低頻電磁信號，同時記錄閃電的時間和探測站點位置。閃電數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至系統(tǒng)主機。系統(tǒng)主機先進行閃電識別，濾除干擾信號；再進行定位，計算閃電的時間和位置；最后建立閃電信息數(shù)據(jù)庫，提供查詢、統(tǒng)計功能。本發(fā)明的裝置包括若干探頭和一個系統(tǒng)主機。探頭包括光信號放大模塊、電磁信號放大模塊、GPS模塊、AD模塊和DSP模塊；系統(tǒng)主機包括硬件和軟件。本方法及其裝置可以同步記錄閃電的光、電磁信號，通過光電信號的同步分析，有利于過濾干擾信號，提高閃電識別和定位的精度。所述監(jiān)測步驟簡單，定位準確。
文檔編號G01R29/08GK101833048SQ201010131158
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉明, 寧王師, 曹寶鋒, 李鵬, 程先友, 范江兵, 鄭毅, 項震 申請人:浙江大學(xué);中國人民解放軍63973部隊