板卡式结构的新型闪电电场测量与传输系统

概述

    作为一种经常出现的天气现象,闪电是发生在大气中的一种瞬时放电现象,其活动与冰雹等强对流天气系统关系密切。强烈的闪电放电过程产生静电场变化、磁场变化和电磁辐射,覆盖从低频到高频很宽的频带范围。

    雷电产生的高温、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射等物理效应,使其能在瞬间产生巨大的破坏作用。常常会造成人员伤亡,击毁建筑物、供配电系统、通信设备、引起森林火灾,造成计算机信息系统中断、仓储、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸,危害人民财产和人身安全,对航空航天等运载工具也威胁很大。长期以来,对闪电的检测和预警一直是气象预报中的难点。本文设计了一款闪电电场测量系统,通过对闪电发生时在空间中激发感应电场的测量,来对闪电的强度进行测量,当测的闪电强度超过警戒值时,系统自动触发警报,同时配合北斗定位系统及时确定闪电位置,便于及时进行勘测和预警。

    主要创新点:

    1、直接采用FPGA采集高速的闪电信号,克服了现有闪电电场测量系统采用现成的NI公司高速采集卡存在价格高、无自主知识产权的弊端。

    2、设计了闪电电场天线,并将闪电信号高速采集和调理电路集成,克服了现有闪电采集系统天线和采集卡通常相距较远而存在干扰大的问题;

    3、闪电电场曲线、发生位置、强度等信息直接在显示屏VGA显示。无需电脑主机。提高了系统的便携式,降低了系统成本。使得全国范围内布点多成为可能,为闪电的监测和预警奠定了基础;

    4、系统集成有WIFI、GPS等模块,实现了闪电电场监测的智能互联。

 

 

系统架构

 

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22Github:https://github.com/louisliuwei/Xilinx-OpenHW-Contest/tree/master/2018%20Xilinx-OpenHW-Contest/No.4_A%20new%20type%20of%20Lightning%20Electric%20Field%20Measurement%20and%20Transmission%20System%20for%20Board%20Structure

2019年8月21日 22:43
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