來源：恒泰測(cè)控

雷電VHF成像測(cè)試

01 背景

合肥某大學(xué)雷電研究團(tuán)隊(duì)為解析雷電放電機(jī)制，采用兩套雷電 VHF 成像系統(tǒng)采集雷電信號(hào)，通過甚高頻(VHF)電磁輻射信號(hào)實(shí)現(xiàn)雷電輻射源精確定位與二維成像。團(tuán)隊(duì)通過多方案對(duì)比，最終選擇PicoScope6824E示波器作為核心采集設(shè)備，構(gòu)建高精度測(cè)試方案。

02 方案

陣列由 7 個(gè)寬帶全向盤錐天線組成。天線輸出信號(hào)通過SYV 50-7 低衰減同軸電纜傳輸，經(jīng)過帶通濾波器后，接入PicoScope6824E示波器。

同時(shí)系統(tǒng)配置了一套低頻快電場(chǎng) (Fast Electric Field Change,FEC)天線作為觸發(fā)信號(hào)源，這樣系統(tǒng)工作時(shí)連續(xù)采集雷電 VHF 信號(hào),預(yù)觸發(fā)時(shí)長(zhǎng)和單次采集時(shí)長(zhǎng)可動(dòng)態(tài)調(diào)整。

采集到的數(shù)據(jù)經(jīng) MATLAB處理(降維 MUSIC、時(shí)間反轉(zhuǎn)等算法)，實(shí)現(xiàn)雷電 VHF 輻射源二維成像。

1.雷電輻射源成像系統(tǒng)示意圖

2.雷電輻射源成像結(jié)果示意圖

03 PicoScope6824E示波器性能

01 8 通道同步采集：支持 7 路 VHF 天線信號(hào)與 1 路低頻快電場(chǎng)(FEC)觸發(fā)信號(hào)同步輸入，通道間時(shí)延偏差<1ns，滿足多源信號(hào)相位一致性分析需求。

02 每通道625 MS/s采樣率：在10bit模式下，可捕捉上升沿<10ns 的納秒級(jí)脈沖信號(hào)，避免 27.5-60MHz 頻段信號(hào)混疊，完整保留雷電輻射源波形細(xì)節(jié)。

03 4GS大緩存:確保采集的雷電信號(hào)數(shù)據(jù)的完整性。

04 成果

利用 PICO 6824E 的高采樣率與多通道同步性能以及大緩存，成功實(shí)現(xiàn)甚高頻雷電輻射源方位角與俯仰角定位并觀測(cè)到雷電通道分叉等瞬態(tài)特征。