[發明專利]一種基于岸基鐵塔的大氣波導探測系統

在審

• 申請號: 201811193277.5
• 申請日: 2018-10-14
• 公開（公告）號: CN111045011A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 楊少波;夏天亮;李洪宇;李醒飛
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于岸基鐵塔的大氣波導探測系統，包括鐵塔、溫濕度傳感器、氣壓傳感器、風速風向傳感器、海表皮溫傳感器、衛星通信單元、數據采集器、計算機。針對大氣波導對電磁波傳輸的影響，因此本發明提供一種探測大氣波導的系統，對氣溫、氣溫、風速、風向、海表皮溫等要素進行自動檢測，采集的數據既可根據大氣折射指數與水文氣象要素之間的關系來計算折射指數剖面廓形，也可根據莫寧奧布霍夫相似理論預測大氣大氣折射指數剖面廓形，從而預測大氣波導。本系統具有可靠性高，可維修性強，準確率高等特點。探測大氣波導高度能為雷達超視距探測、遠距離通信等海上作業提供數據支撐與技術支持，提升海上作業、作戰能力。

技術領域

本發明涉及海洋觀測與探測裝備領域，具體是一種基于岸基鐵塔的大氣波導探測系統。

背景技術

隨著電磁波技術的產生與發展，電磁波在無線電設備、雷達系統等領域得到了廣泛的應用。貼近海面的對流層是電磁波的重要媒介，對流層是大氣中最下層的空氣層，雖然很薄，但是卻擁有大氣中75%的大氣質量和90%以上的水汽，主要現象如云、霧、雨等都出現在對流層。由于對流層環境復雜，電磁波不像試驗預想的那樣傳播。電磁波在大氣中的一定高度傳播時會發生彎折。當彎折的曲率大于地球表面的曲率時，電磁波會在這個厚度的大氣層中來回反射向前傳播，這種傳播稱為電磁波的波導傳播，這段一定厚度的特殊大氣層稱為大氣波導層。

電磁波陷獲在大氣波導層時，會發生大氣波導傳播現象，可極大地擴展了電磁波的有效距離，有時可使通信距離增大幾倍甚至幾十倍，為遠距離探測，預警，截收，通信等提供有利條件。但由于部分電磁波在波導內傳播會導致無線電系統在傳輸信息、探測目標是產生誤差，甚至出現盲區。

因此海上大氣波導的探測異常重要，為雷達超視距探測、遠距離通信等海上作業提供數據支撐與技術支持，提升海上作業、作戰能力。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明一種基于岸基鐵塔的大氣波導探測系統，對氣溫，氣溫，風速，風向，海表皮溫等要素進行自動檢測，采集的數據既可根據大氣折射指數與水文氣象要素之間的關系來計算折射指數剖面廓形，也可根據莫寧奧布霍夫相似理論預測大氣大氣折射指數剖面廓形，從而預測大氣波導，具有可靠性高，可維修性強，準確率高等特點。

一種基于岸基鐵塔的大氣波導探測系統，由氣象要素梯度觀測系統、供電系統、防雷系統、通信系統等組成。

岸基大氣波導監測系統主要由10組溫濕傳感器、4組風速風向傳感器、1組氣壓傳感器、1組紅外海表皮溫傳感器，以及數據采集處理器、數據傳輸電纜、數據采集處理計算機等組成。

數據采集器用于采集傳感器輸出的電信號，經過轉換及數據處理后通過光纜向值班室計算機發送。

溫濕度傳感器用于實時采集溫度和相對濕度等參數。氣溫：（-40～50）℃，測量精度：±0.2%， 分辨率:0.1%； 相對濕度：（0～100）％RH, 精確度： ±4%RH；分辨率：1%。

風向風速傳感器用于實時測量風速、風向氣象參數。風速：（0～100）m/s, 精確度：±0.3m/s 分辨率：0.1m/s；風向：（0～360）°，精確度：±3°；分辨率：1°。

氣壓傳感器用于實時測量氣壓參數。量程：600～1100 hPa；精確度：±0.20 hPa；分辨率:0.1hPa。

海水皮溫傳感器用于實時測量溫度參數。量程：-20℃～40℃；精確度：±0.5℃；分辨率：±0.2℃；

鐵塔供電系統：為保證數據自動采集子系統、數據通訊子系統能夠穩定、可靠、連續不間斷運行，氣象要素梯度觀測系統采用混合供電方式，保證在斷電的情況下，安全運行時間不小于24h。

防雷系統：氣象要素梯度觀測系統所有電網電源線采取絕緣保護線，保證電源引出端與控制器外殼之間絕緣電阻≥100MΩ。系統采取獨立接地方式，接地電阻不大于4Ω。