雷達檢測成像系統及其輸電線路電暈放電監測方法技術方案

本發明專利技術公開了一種雷達檢測成像系統及其輸電線路電暈放電監測方法，所述雷達檢測成像系統包括：射頻前端部分：所述射頻前端部分用于產生初始信號、對所述初始信號進行相關處理后生成向檢測目標發射的發射信號、接收所述檢測目標產生的反饋信號、對所述反饋信號進行相關處理后生成差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至信號處理部分；信號處理部分：所述信號處理部分用于獲取所述差頻信號，并對所述差頻信號進行信號處理，以得到信號處理結果；目標成像部分：所述目標成像部分用于獲取所述信號處理結果，并根據所述信號處理結果生成所述目標的可視化圖像。可視化圖像。

【技術實現步驟摘要】
雷達檢測成像系統及其輸電線路電暈放電監測方法


[0001]本專利技術涉及雷達監測
，具體涉及一種雷達檢測成像系統及其輸電線路電暈放電監測方法。

技術介紹

[0002]輸電線路作為電網的重要組成部分，其運行狀態關系到電網的運行安全。隨著我國國民經濟的發展，電力需求不斷攀升，電網規模逐步擴大，對輸電線路巡線、安全防范等工作難度也越來越大。因此，利用雷達成像技術來實現在惡劣環境下，如結冰、自然火災的情況下對輸電線路進行監測。
[0003]雷達，作為20世紀偉大的專利技術之一，經過將近一個世紀的發展，無論是在軍用上還是民用上，都有蓬勃的生命力，且被廣泛應用，為國防和人民生活都帶來了無數的便利和貢獻。但其實我們所熟知的“雷達”并不是一個本土詞匯，是用英文Radar的發音音譯過來的，這個詞匯所代表的的原本意思是“無線電波的探測和測距”，從這里不難看出，雷達最大的作用就是用于目標的探測，也就是通過無線電去觀測并發現目標，之后再具體測定它們所處的位置，因此通常也把雷達叫做“無線電定位”。而隨著這么些年的發展，它不僅僅用來測量特定目標的距離和方位，還可以測量目標的俯仰角和速度，從而對目標進行更精確的捕捉定位。在十九世紀八十年代，無線電波發射后遇到物體阻攔會發生反射的現象就被德國的一位物理學家Heinrich Hertz所發現。在二十世紀二十年代，美國的研究人員在經過試驗后發現雷達能夠對海上的船舶進行探測并測距，而就在幾年之后，另一位研究人員則發現不僅能夠探測船舶，也能對飛機進行探測。在科研人員經過對雷達的深入研究，于1934年提交了一項專利并審批通過，即“連續波雷達”，自此開始，連續波雷達通過不斷的創新和發展，直到今天也依舊應用在人們生活的方方面面。
[0004]從二十世紀七八十年代開始，人們對于調頻連續波雷達的重視日趨加大，從而全面推進了對調頻連續波雷達理論的全面研究。對調頻連續波雷達的一些基礎經典理論進行了深入且廣泛的研究，這其中包括如分辨率和模糊函數等，并將這些研究結果應用在科學研究或生產生活中，如氣象觀測等。
[0005]現有的利用雷達技術來對輸電線線路進行探測的過程中，在產生三角波時，并不能通過數字可編程的方式來實時控制波形的產生及變換，并且需要很多的輔助電路來幫助其產生我們所需的信號波形，這就大大增加了設計的難度和復雜。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于提供一種雷達檢測成像系統及其輸電線路電暈放電監測方法，以能更好地適用于惡劣環境(如結冰情況)、應急通信下的健康監測，以及高電壓線之間的放電干擾檢測。
[0007]本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
[0008]本專利技術提供一種雷達檢測成像系統，所述雷達檢測成像系統包括：
[0009]射頻前端部分：所述射頻前端部分用于產生初始信號、對所述初始信號進行相關處理后生成向檢測目標發射的發射信號、接收所述檢測目標產生的反饋信號、對所述反饋信號進行相關處理后生成差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至信號處理部分；
[0010]信號處理部分：所述信號處理部分用于獲取所述差頻信號，并對所述差頻信號進行信號處理，以得到信號處理結果；
[0011]目標成像部分：所述目標成像部分用于獲取所述信號處理結果，并根據所述信號處理結果生成所述目標的可視化圖像。
[0012]可選擇地，所述射頻前端部分包括信號源、發射天線、接收天線、第一放大濾波器、第一混頻電路、第二放大濾波器和第二混頻電路；
[0013]所述信號源用于產生初始信號，并將所述初始信號傳輸至所述第一混頻電路，所述第一混頻電路用于接收所述初始信號和本振信號，并將所述初始信號和所述本振信號做混頻處理后傳輸至所述第一放大濾波器，所述第一放大濾波器用于接收第一混頻處理結果，并對所述第一混頻處理結果進行放大濾波處理，以生成發射信號，并通過發射天線將所述發射信號傳輸至所述檢測目標；
[0014]所述檢測目標用于獲取所述發射信號并生成反饋信號，所述接收天線用于接收所述反饋信號，并將所述反饋信號傳輸至所述第二混頻電路，所述第二混頻電路用于接收所述反饋信號和本振信號，并將所述反饋信號和所述本振信號做混頻處理后傳輸至所述第二放大濾波器，所述第二放大濾波器用于接收第二混頻濾波結果，并對所述第二混頻濾波結果進行放大濾波處理，以生成差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至信號處理部分。
[0015]可選擇地，所述信號處理部分包括AD采樣電路和信號處理電路，所述AD采樣電路用于獲取所述差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至所述信號處理電路，所述信號處理電路用于對所述差頻信號進行信號處理，以得到信號處理結果。
[0016]本專利技術還提供一種基于上述的雷達檢測成像系統的輸電線路電暈放電監測方法，所述輸電線路電暈放電監測方法包括：
[0017]S1：控制所述射頻前端部分向所述檢測目標發射所述發射信號；
[0018]S2：接收所述反饋信號；
[0019]S3：對所述反饋信號進行數據處理，得到差頻信號；
[0020]S4：對所述差頻信號進行信號處理操作，得到信號處理結果，其中，所述數據處理結果包括所述檢測目標的距離信息、方位信息以及速度信息；
[0021]S5：根據所述信號處理結果，對輸電線電暈放電引起的振動進行成像探測，得到輸電線路電暈放電點。
[0022]可選擇地，所述步驟S4中，對所述差頻信號進行信號處理包括：
[0023]對所述差頻信號進行加窗處理，得到加窗處理結果；
[0024]對所述加窗處理結果進行離散傅里葉變換處理。
[0025]可選擇地，利用矩形窗函數對所述差頻信號進行加窗處理。
[0026]可選擇地，所述步驟S5包括：
[0027]利用恒虛警檢測器檢測判斷所述信號處理結果是否為目標結果，若是，探測所述信號處理結果中引起輸電線電暈放電引起的振動的輸電線路電暈放電點。
[0028]可選擇地，所述恒虛警檢測器包括
[0029]比較器，
[0030]待檢單元，
[0031]關于所述待檢單元對稱設置的兩組單元組，每組單元組包括相鄰設置的參考單元和保護單元，所述保護單元靠近所述待檢單元設置，
[0032]所述參考單元得到的求和平均用于得到背景噪聲的功率大小，所述背景噪聲功率用于與門限因子相乘，以得到探測門限；
[0033]所述比較器用于對所述探測門限與所述待檢單元所接受到的信號處理結果進行比較，以此判斷在目標距離，輸出比較結果。
[0034]本專利技術具有以下有益效果：
[0035](1)采用FMCW雷達來實現探測與成像的功能，保證發射機低功率的前提下，也能保證其接收機有較高的靈敏度。且擁有較好的距離分辨率，適合在遠距離，惡劣環境下對輸電電路進行探測成像。
[0036](2)提出并設計出基于芯片AD9914設計的信號源方案。有效地實現成像雷達新的獨立性、高度集成性、可編程化和對測試要求的特殊性。而為了有效實現目標探測，提高探測分辨率，選取該芯片的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種雷達檢測成像系統，其特征在于，所述雷達檢測成像系統包括：射頻前端部分：所述射頻前端部分用于產生初始信號、對所述初始信號進行相關處理后生成向檢測目標發射的發射信號、接收所述檢測目標產生的反饋信號、對所述反饋信號進行相關處理后生成差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至信號處理部分；信號處理部分：所述信號處理部分用于獲取所述差頻信號，并對所述差頻信號進行信號處理，以得到信號處理結果；目標成像部分：所述目標成像部分用于獲取所述信號處理結果，并根據所述信號處理結果生成所述目標的可視化圖像。2.根據權利要求1所述的雷達檢測成像系統，其特征在于，所述射頻前端部分包括信號源、發射天線、接收天線、第一放大濾波器、第一混頻電路、第二放大濾波器和第二混頻電路；所述信號源用于產生初始信號，并將所述初始信號傳輸至所述第一混頻電路，所述第一混頻電路用于接收所述初始信號和本振信號，并將所述初始信號和所述本振信號做混頻處理后傳輸至所述第一放大濾波器，所述第一放大濾波器用于接收第一混頻處理結果，并對所述第一混頻處理結果進行放大濾波處理，以生成發射信號，并通過發射天線將所述發射信號傳輸至所述檢測目標；所述檢測目標用于獲取所述發射信號并生成反饋信號，所述接收天線用于接收所述反饋信號，并將所述反饋信號傳輸至所述第二混頻電路，所述第二混頻電路用于接收所述反饋信號和本振信號，并將所述反饋信號和所述本振信號做混頻處理后傳輸至所述第二放大濾波器，所述第二放大濾波器用于接收第二混頻濾波結果，并對所述第二混頻濾波結果進行放大濾波處理，以生成差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至信號處理部分。3.根據權利要求1所述的雷達檢測成像系統，其特征在于，所述信號處理部分包括AD采樣電路和信號處理電路，所述AD采樣電路用于獲取所述差頻信號，并將所述差頻信號傳輸至所述信號處理電路，所述信號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘禎，劉康，彭琳鈺，劉育瑞，湯瑋，蔡誠，蔡健挺，李赟，
申請(專利權)人：貴州電網有限責任公司，
類型：發明
國別省市：