[發明專利]一種實時反饋電磁場測向天線系統

在審

• 申請號: 201910348999.1
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110018360A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 李鵬;張雪芹;宋立軍;曹保鋒;梁睿;李欣
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院防化研究院
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 中國人民解放軍防化研究院專利服務中心 11046
• 代理人: 劉永盛

1.一種實時反饋電磁場測向天線系統，其特征在于該系統包括玻璃鋼罩(1)、磁棒天線(2)、交叉磁環天線(3)、短線同軸電纜(4)、屏蔽盒(5)、智能終端(6)、光傳輸設備(7)、光纖(8)和數據庫服務器(9)；在玻璃鋼罩(1)內放置磁棒天線(2)和三個呈60°角的交叉磁環天線(3)，磁棒天線(2)垂直向上放置于交叉磁環天線(3)正上方，磁棒天線(2)和交叉磁環天線(3)分別獲取電、磁信號；獲取的電、磁信號通過短線同軸電纜(4)直接輸入到位于屏蔽盒(5)內的智能終端(6)；智能終端(6)最終將獲得的測向結果通過光傳輸設備(7)經光纖(8)上傳數據庫(9)；

智能終端(6)包括AD轉換模塊(10)、背景自適應的探測算法模塊(11)和自檢算法模塊(12)，AD轉換模塊(10)接收短線同軸電纜的電磁信號輸出數字信號，所得數字信號經由GPIO接口輸入到背景自適應的探測算法模塊(11)，背景自適應的探測算法模塊(11)輸出端通過GPIO接口與自檢算法模塊(12)連接，自檢算法模塊(12)與光傳輸設備(7)連接；

智能終端(6)通過背景自適應的探測算法模塊(11)實現電磁信號的智能識別和分析，通過信號響應的自檢算法模塊(12)實現系統精度可靠性的判斷以保證測向結果的準確性。

2.根據權利要求1所述的實時反饋電磁場測向天線系統，其特征在于：背景自適應的探測算法模塊(11)探測算法步驟如下：

步驟1：背景自適應的探測算法模塊(11)動態存儲過去時間磁場天線接收到的信號幅度；

步驟2：背景自適應的探測算法模塊(11)每隔15秒，對內存中過去時間的磁場天線接收信號幅度值進行均值計算，并將求得的平均值作為信號觸發門限；

步驟3：背景自適應的探測算法模塊(11)時刻記錄磁場信號、電場信號幅值，當接收到的磁場信號幅值大于等于觸發門限的120％時，判定探測到一次雷電信號；反之，則判定為環境電磁噪聲；

步驟4：對于雷電信號，根據磁場信號判斷雷電方向，電場信號判斷雷電極性，消除雷電方向的二義性；

步驟5：輸出雷電源方向。

3.根據權利要求1所述的實時反饋電磁場測向天線系統，其特征在于自檢算法模塊(12)自檢算法步驟如下：

步驟1：自檢算法模塊(12)在每次背景自適應探測算法判定探測到雷電信號時異步執行，記偏東方向磁場天線信號幅度為V₁，南北方向磁場天線信號幅度為V₂，偏西方向磁場天線的信號幅度為V₃；

步驟2：計算偏東方向磁場天線信號幅度與偏西方向磁場天線信號幅度之和與南北向磁場天線信號幅度比值，即λ＝(V₁+V₃)/V₂；

步驟3：判斷比值λ的大小，當λ的值在95～105％時，判定該雷電探測設備的磁場天線狀況正常，探測值真實有效；反之，則判定該雷電探測設備的磁場天線狀況異常，探測值缺乏參考價值；

步驟4：自檢算法模塊(12)內保存一個表示設備狀態的布爾變量，該變量的值根據λ的值而變化，當λ的值在95～105％時，則該變量為“真”；反之，則為“假”。

4.根據權利要求1所述的高精度實時反饋電磁場測向天線系統，其特征在于：所述的交叉磁環天線(3)包括三個相同的磁環天線，三個相同的磁環天線以磁環所在平面的中心線為軸相互交叉，磁環天線(3)各面之間的夾角為60°，每個磁環的水平高度處于同一高度。

5.根據權利要求1所述的實時反饋電磁場測向天線系統，其特征在于：所述的磁棒天線(2)采用錳鋅鐵氧體磁棒天線，直徑不小于10mm，長度為80～120mm。