[发明专利]毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法。

背景技术

现有技术的昆虫雷达可对多种农业重大的迁飞害虫进行探测，但是，传统的扫描昆虫雷达对害虫种群动态进行长期、自动化探测是不切实际的。首先是扫描昆虫雷达设备非常复杂，不适宜长期自动运转，数据分析需要耗费大量时间和精力；其次，扫描昆虫雷达的种类识别能力有限，理论上，当波束静止时，如果迁飞昆虫个体在雷达波束中停留时间足够长，那么系统可以记录到个体的振翅频率，但由于个体之间在同一方向上会发生重叠，一个个体的振翅频率会受到另一个体的影响，使得扫描昆虫雷达依靠振翅频率进行种类鉴定不可行。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法，用于开展水稻重要的迁飞性害虫迁飞过程的实时监测和动态分析，以实现虫害的早期预警。

（二）技术方案

本发明提供一种毫米波扫描昆虫雷达探测系统，包括：

天线装置，用于发送探测昆虫微波信号和接收反馈昆虫微波信号；

发射机，用于产生脉冲调制探测昆虫微波信号并通过天线装置发出；

接收机，用于接收反馈昆虫微波信号，并对该微波信号进行处理；

信号处理器，用于接收经所述接收机处理后的信号并进行转换和处理，获取昆虫强度数据；

数字采集终端，对获取昆虫强度数据以及方位角数据进行分析和计算，得到昆虫的空间分布和时间信息。

其中，所述天线装置包括：天线、驱动电机和同步电机；所述同步电机，用于测量天线的方位角。

其中，所述毫米波扫描昆虫雷达探测系统还包括：

伺服系统，用于控制所述驱动电机带动所述天线旋转。

监测控制系统，用于对所述发射机、接收机、伺服系统和信号处理器进行监测和控制，以及通过天线装置中的同步电机获取天线的仰角和方位角数据；

其中，所述伺服系统通过所述驱动电机带动所述天线旋转，其旋转方式包括：平面扫描、高度扫描和体积扫描。

本发明还提供一种毫米波扫描昆虫雷达探测方法，包括：

S1：发射机，通过天线装置向空中发出微波信号；

S2：接收机通过所述天线装置反馈的当前微波信号并进行处理后获得对数信号并发送到信号处理器；

S3：检测控制系统通过天线装置中的同步电机获取天线的仰角和方位角数据，并发送到信号处理器；

S4：所述信号处理器对接收S2中对数信号并进行A/D转换以及数字视频积分处理，获取昆虫强度数据后，向数字采集终端发出中断申请信号，并将当前昆虫强度数据以及S3中的方位角数据发送到数字采集终端存储并返回S1，直至天线装置中的天线旋转一周后执行S5；

S5：所述数据采集终端将存储的昆虫强度数据以及方位角数据分析和计算，得出昆虫的空间分布和时间信息，并发送到外部设备。

其中，S4还包括：所述信号处理器接收所述接收机发出的发射触发脉冲信号，以确定回波的零距离位置。

其中，在S4之前还包括S4’：所述信号处理器对方位角数据进行处理，形成方位脉冲和方位零脉冲，并发送至所述发射机，控制所述发射机在天线运转时才进行微波信号发射。

其中，在S2中，接收机通过所述天线装置反馈的当前微波信号并进行低噪声放大和下变频到视频处理。

（三）有益效果

提供一种毫米波扫描昆虫雷达探测系统及探测方法，用于开展水稻重要的迁飞性害虫迁飞过程的实时监测和动态分析，以实现虫害的早期预警。

附图说明

图1是本发明毫米波扫描昆虫雷达探测系统结构框图；

图2是本发明毫米波扫描昆虫雷达探测方法步骤图；

图3是本发明毫米波扫描昆虫雷达探测系统工作原理图；

图4是昆虫起飞时雷达监测结果图；

图5是昆虫过境迁飞时雷达监测结果图；

图6是昆虫定向飞行雷达监测结果图；

图7是昆虫高峰期内高空雷达回波数量实时变化曲线图；

图8是昆虫高峰期内地空雷达回波数量实时变化曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1并参考图3所示，本发明提供一种毫米波扫描昆虫雷达探测系统，包括：