[发明专利]一种基于岸基铁塔的大气波导探测系统

说明书

一种基于岸基铁塔的大气波导探测系统，包括铁塔、温湿度传感器、气压传感器、风速风向传感器、海表皮温传感器、卫星通信单元、数据采集器、计算机。针对大气波导对电磁波传输的影响，因此本发明提供一种探测大气波导的系统，对气温、气温、风速、风向、海表皮温等要素进行自动检测，采集的数据既可根据大气折射指数与水文气象要素之间的关系来计算折射指数剖面廓形，也可根据莫宁奥布霍夫相似理论预测大气大气折射指数剖面廓形，从而预测大气波导。本系统具有可靠性高，可维修性强，准确率高等特点。探测大气波导高度能为雷达超视距探测、远距离通信等海上作业提供数据支撑与技术支持，提升海上作业、作战能力。

技术领域

本发明涉及海洋观测与探测装备领域，具体是一种基于岸基铁塔的大气波导探测系统。

背景技术

随着电磁波技术的产生与发展，电磁波在无线电设备、雷达系统等领域得到了广泛的应用。贴近海面的对流层是电磁波的重要媒介，对流层是大气中最下层的空气层，虽然很薄，但是却拥有大气中75%的大气质量和90%以上的水汽，主要现象如云、雾、雨等都出现在对流层。由于对流层环境复杂，电磁波不像试验预想的那样传播。电磁波在大气中的一定高度传播时会发生弯折。当弯折的曲率大于地球表面的曲率时，电磁波会在这个厚度的大气层中来回反射向前传播，这种传播称为电磁波的波导传播，这段一定厚度的特殊大气层称为大气波导层。

电磁波陷获在大气波导层时，会发生大气波导传播现象，可极大地扩展了电磁波的有效距离，有时可使通信距离增大几倍甚至几十倍，为远距离探测，预警，截收，通信等提供有利条件。但由于部分电磁波在波导内传播会导致无线电系统在传输信息、探测目标是产生误差，甚至出现盲区。

因此海上大气波导的探测异常重要，为雷达超视距探测、远距离通信等海上作业提供数据支撑与技术支持，提升海上作业、作战能力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明一种基于岸基铁塔的大气波导探测系统，对气温，气温，风速，风向，海表皮温等要素进行自动检测，采集的数据既可根据大气折射指数与水文气象要素之间的关系来计算折射指数剖面廓形，也可根据莫宁奥布霍夫相似理论预测大气大气折射指数剖面廓形，从而预测大气波导，具有可靠性高，可维修性强，准确率高等特点。

一种基于岸基铁塔的大气波导探测系统，由气象要素梯度观测系统、供电系统、防雷系统、通信系统等组成。

岸基大气波导监测系统主要由10组温湿传感器、4组风速风向传感器、1组气压传感器、1组红外海表皮温传感器，以及数据采集处理器、数据传输电缆、数据采集处理计算机等组成。

数据采集器用于采集传感器输出的电信号，经过转换及数据处理后通过光缆向值班室计算机发送。

温湿度传感器用于实时采集温度和相对湿度等参数。气温：（-40～50）℃，测量精度：±0.2%， 分辨率:0.1%； 相对湿度：（0～100）％RH, 精确度： ±4%RH；分辨率：1%。

风向风速传感器用于实时测量风速、风向气象参数。风速：（0～100）m/s, 精确度：±0.3m/s 分辨率：0.1m/s；风向：（0～360）°，精确度：±3°；分辨率：1°。

气压传感器用于实时测量气压参数。量程：600～1100 hPa；精确度：±0.20 hPa；分辨率:0.1hPa。

海水皮温传感器用于实时测量温度参数。量程：-20℃～40℃；精确度：±0.5℃；分辨率：±0.2℃；

铁塔供电系统：为保证数据自动采集子系统、数据通讯子系统能够稳定、可靠、连续不间断运行，气象要素梯度观测系统采用混合供电方式，保证在断电的情况下，安全运行时间不小于24h。

防雷系统：气象要素梯度观测系统所有电网电源线采取绝缘保护线，保证电源引出端与控制器外壳之间绝缘电阻≥100MΩ。系统采取独立接地方式，接地电阻不大于4Ω。