微波诱导主动式防雷系统的研究与设计

摘要

本文基于传统被动式防雷方法盲目被动、保护半径低等弊端，设计了一种全新的更加快速、具有更大保护半径的微波诱导主动式防雷系统。本系统由硬件电路和PC端上位机软件构成。微波诱导主动式防雷系统硬件电路包括:大气电场检测装置、微波产生装置、诱导微波发射装置、中央数据处理器和系统雷电保护装置。大气电场检测装置采用双定子差分式大气电场检测探头，它由大气电场采集部分、前置放大电路和相敏检波电路构成。微波产生装置包括由磁控管构成的微波产生电路和微波控制电路。诱导微波发射装置包括发射装置和诱导装置，发射装置的发射天线采用八木天线，诱导装置包括接闪器、引下线和接地装置。中央数据处理器处理得到大气电场的场强值和由GPS模块得到的设备的位置信息，同时给微波控制电路发送发射微波的信号，并将相关信息发送到PC端上位机软件。系统雷电保护装置采用三级雷电保护模式，保护本系统正常工作时不受雷电的侵害。系统上位机软件的设计采用C＃语言进行编译，数据库采用SQL Server数据库。系统硬件电路的相关信息通过串口总线传输到上位机软件和数据库。微波还没有作为雷电上行先导的先例，微波诱导主动式防雷系统还处在探索和研究的阶段，未来还有很长的路要走。随着主动式防雷方法得到越来越多的关注，微波诱导主动式防雷系统的研究和应用也会越来越广泛。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 雷电的成因

1．3 雷电的放电过程

1．4 雷电的危害

1．5 国内外的研究状况

1．6 本课题的研究目的及意义

1．7 论文主要内容

2 微波诱导防雷的相关理论

2．1 主动式诱导防冒原理

2．2 微波技术概述

2．3 天线辐射场理论

2．4 本章小结

3 微波诱导主动式防雷系统硬件电路的设计

3．1 系统硬件架构及工作流程

3．2 大气电场检测装置

3．3 微波产生装置

3．4 诱导微波发射装置

3．5 系统雷电保护装置

3．6 本章小结

4 微波诱导主动式防雷系统上位机软件的设计

4．1 编译环境的选择

4．2 微波诱导主动式防冒系统上位机软件的设计

4．3 本章小结

5 微波诱导主动式防雷系统的仿真与分析

5．1 系统硬件电路的仿真与分析

5．2 系统天线的仿真与分析

5．3 系统防冒性的理论分析

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果