一种雷电告警设备及通信基站制造技术

本发明专利技术公开了一种雷电告警设备及通信基站，雷电告警设备包括：盘锥天线，雷电次声波接收装置，雷电信号中心处理装置，声光告警指示装置。通过对雷电的电磁波信号和次声波信号综合处理及逻辑分析判断，准确对雷电进行预警并预测雷电距离通信基站的实际距离，确定雷电对通信基站的威胁等级并发出雷电声光告警信号，从而有效提醒警示监控人员(或中控设备)在雷电来临前主动切断用电设备与供电线路，改变了通信基站传统的防雷方式，变被动泄放式防雷为主动防御式防雷，大大降低通信基站用电设备遭雷击时的损坏率。该设备可满足于通信基站的防雷安全需求，主动保护通信基站敏感的电子通信设备，有效提高通信基站雷电预测防护综合能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种雷电告警设备及通信基站，雷电告警设备包括：盘锥天线，雷电次声波接收装置，雷电信号中心处理装置，声光告警指示装置。通过对雷电的电磁波信号和次声波信号综合处理及逻辑分析判断，准确对雷电进行预警并预测雷电距离通信基站的实际距离，确定雷电对通信基站的威胁等级并发出雷电声光告警信号，从而有效提醒警示监控人员(或中控设备)在雷电来临前主动切断用电设备与供电线路，改变了通信基站传统的防雷方式，变被动泄放式防雷为主动防御式防雷，大大降低通信基站用电设备遭雷击时的损坏率。该设备可满足于通信基站的防雷安全需求，主动保护通信基站敏感的电子通信设备，有效提高通信基站雷电预测防护综合能力。【专利说明】一种雷电告警设备及通信基站
本申请涉及通信工程防雷
，尤其涉及一种雷电告警设备及通信基站。
技术介绍
雷电是自然界最壮观的和重要的大气现象之一，伴随雷电有声、光、电等多种物理 现象。据统计，全世界每年因雷击造成的经济损失达10亿美元以上。雷电灾害是联合国国 际减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的自然灾害之一。 随着通信行业的持续发展，通信网络规模不断扩大，通信基站的数量也日趋增多， 分布也越来越广。目前，通信工程防雷
普遍采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网、 电涌防护器等防护装置，通过接闪、引下、接地、布线、屏蔽、等电位、分流等措施对通信基站 进行被动防护。 但因为通信基站的天线设置大多安装在铁塔和建筑物的高处，电源线路和传输线 路大都采用架空线路。另外，由于自身设备构造结构、设置位置及电源、信号系统取线方式 等原因，基站内的有源通信设备实施受雷电侵害的事故仍然不可避免的频频发生。部分通 信基站屡次遭遇雷击，配电箱、低压供电电缆及通信线路等频繁受到雷击破坏，导致设备毁 损、屏蔽层击穿、系统终止等事故发生。通信设备毁损、修理，通信系统中断及抢修，使通信 运营维护企业承受着巨大的维护成本和经济损失。
技术实现思路
本专利技术了提供了一种雷电告警设备及通信基站，以解决通信基站防雷效果差的技 术问题。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种雷电告警设备，设置在通信基站上，包 括： 盘锥天线，用于接收雷电产生的电磁波信号； 雷电次声波接收装置，用于采集并放大雷电产生的次声波信号； 雷电信号中心处理装置，分别和所述盘锥天线、所述雷电次声波接收装置连接，用 于综合处理所述电磁波信号和所述次声波信号，以判断雷电是否发生，并在雷电发生时估 计雷电与所述通信基站的距离，并根据所述雷电与所述通信基站的距离获得所述雷电对所 述通信基站的威胁程度； 声光告警指示装置，用于根据所述雷电对所述通信基站的威胁程度发出对应的声 音报警信号和对应的光警报信号。 优选的，所述盘锥天线的频带宽度为25MHz - 1500MHz。 优选的，所述盘锥天线包括：天线振子、天线座、天线杆、同轴电缆以及安装夹； 其中，所述天线杆和所述天线座通过所述安装夹固定在一起，用于共同支撑并固 定所述天线振子； 所述天线振子，安装在所述天线杆和所述天线座上用于采集所述电磁波信号； 所述同轴电缆的一端设置于所述天线座内部且和所述天线振子连接，用于传输所 述电磁波信号。 优选的，所述雷电次声波接收装置包括：自由场声传感器，前置放大器和连接线； 其中，所述自由场声传感器和所述前置放大器螺接； 所述自由场声传感器用于采集所述次声波信号； 所述前置放大器，用于对所述次声波信号进行放大； 所述连接线，连接所述雷电次声波接收装置和雷电信号中心处理装置。 优选的，所述雷电信号中心处理装置包括：模拟信号处理模块，模数变换模块，数 字信号处理模块，电源，接口模块，风扇和机箱； 所述模拟信号处理模块，用于对所述电磁波信号和所述次声波信号进行处理后， 获得电磁波模拟信号和次声波模拟信号； 所述模数变换模块，和所述模拟信号处理模块连接，用于对所述电磁波模拟信号 和所述次声波模拟信号分别进行数字采样，得到电磁波数字信号和次声波数字信号； 所述数字信号处理模块，用于对所述电磁波数字信号和所述次声波数字信号进行 综合处理，判决是否有雷电的发生并估计所述雷电与所述通信基站的距离，并根据所述雷 电与所述通信基站的距离获得所述雷电对所述通信基站的威胁程度。 优选的，所述接口模块包括：雷电声信号输入接口，雷电电磁信号输入接口，雷电 告警信号输出接口，数字信号输出端接口，直流电源接口，交流电源接口，接地接口。 优选的，所述模拟信号处理模块包括： 限幅器，无源功分器，第一 30dB功率放大器，第二30dB功率放大器，290MHz中心频 率10MHz带宽带通滤波器，25MHz中心频率4MHz带宽带通滤波器，下变频器，环形器； 其中，所述限幅器和所述同轴电缆连接，用于限制所述电磁波信号的幅度，避免所 述雷电信号中心处理装置饱和，并且保护所述雷电信号中心处理装置中的各个器件； 所述无源功分器，和所述限幅器连接，用于将所述电磁波信号分离为第一路信号 和第二路信号； 所述第一 30dB功率放大器和所述无源功分器连接，用于放大所述第一路信号； 所述290MHz中心频率10MHz带宽带通滤波器，通过所述环形器和所述第一 30dB 功率放大器连接，用于对放大后的第一路信号进行滤波，获得290MHz中心频率10MHz带宽 的电磁波模拟信号； 所述下变频器，通过所述环形器和所述290MHz中心频率10MHz带宽带通滤波器连 接，用于将所述290MHz中心频率10MHz带宽的电磁波模拟信号降频至15MHz中心频率6MHz 带宽的电磁波模拟信号； 所述第二30dB功率放大器和所述无源功分器连接，用于放大所述第二路信号； 25MHz中心频率4MHz带宽带通滤波器，通过所述环形器和所述第二30dB功率放大 器连接，用于对放大之后的第二路信号进行滤波，获得25MHz中心频率4MHz带宽的电磁波 信号； 所述环形器用于单向隔离前后级信号。 优选的，所述模数变换模块包含第一模数变换器，第二模数变换器和第三模数变 换器； 其中，所述第一模数变换器通过所述环形器和所述雷电次声波接收装置连接，用 于将所述次声波模拟信号进行变换获得所述次声波数字信号，其中，所述次声波模拟信号 是通过和所述雷电次声波接收装置连接的环形器处理之后获得的； 所述第二模数变换器连接所述下变频器，用于对15MHz中心频率6MHz带宽的电磁 波模拟信号进行变换，获得15MHz中心频率6MHz带宽的电磁波数字信号； 所述第三模数变换器通过所述环形器连接25MHz中心频率4MHz带宽带通滤波器， 用于对所述25MHz中心频率4MHz带宽的电磁波模拟信号进行变换，获得25MHz中心频率 4MHz带宽的电磁波数字信号。 优选的，所述数字信号处理模块包括： 20Hz数字低通滤波器，峰值测量与过门限检测器，逻辑判断器，距离估计器，报警 信号产生器，系统时钟； 其中，所述20Hz数字低通滤波器，连接所述第一模数变换器，用于将所述次声波 数字信号进行滤波，获得20Hz以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷电告警设备，设置在通信基站上，其特征在于，包括：盘锥天线，用于接收雷电产生的电磁波信号；雷电次声波接收装置，用于采集并放大雷电产生的次声波信号；雷电信号中心处理装置，分别和所述盘锥天线、所述雷电次声波接收装置连接，用于综合处理所述电磁波信号和所述次声波信号，以判断雷电是否发生，并在雷电发生时估计所述雷电与所述通信基站的距离，并根据所述雷电与所述通信基站的距离获得所述雷电对所述通信基站的威胁程度；声光告警指示装置，用于根据所述雷电对所述通信基站的威胁程度发出对应的声音报警信号和对应的光警报信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈倩倩，宋世炜，方园，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42