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申请/专利权人：中国科学院大气物理研究所

摘要：本发明涉及气象学、大气电学和空间科学技术领域，特别涉及一种雷电探测仪的电场传感器。主要包括电场感应端、dEdt前置放大单元、耦合单元、运算放大单元、推挽输出单元、信号采集卡，传感器采用一个天线作为电场感应端，感应的电场经过dEdt前置放大单元进行导数微分运算，dEdt前置放大单元输出端分为四个通道，分别与耦合单元的四个耦合器连接，四路信号分别经过线性放大模块、对数放大模块、快积分放大模块、慢积分放大模块的放大，再分别经过推挽输出单元的四路推挽输出模块的功率放大，采用四通道信号采集卡采集，实现一个传感器获取四路同源多参数的雷电信号的采集，效果等同于导数天线、对数天线、快天线、慢天线四个天线。

主权项：1.一种同源多参数电场传感器，其特征在于：所述的传感器主要包括电场感应端（100）、dEdt前置放大单元（200）、耦合单元（300）、运算放大单元（400）、推挽输出单元（500）、信号采集卡（600）；所述的电场感应端（100）与dEdt前置放大单元（200）的运算放大器反极性虚地连接，传感器低输入阻抗，前端电压为零，电场感应端对地固有的分布参数不对传感器输出造成影响；电场感应端等效面积为A，电场感应端（100）与地之间等效为一个电容器C，在环境电场发生变化时电场感应端（100）感应出电荷Q，Q=ε0EA，其中：ε0是真空介电常数，E是环境电场变化量，运算放大器的“虚短”特性，使得电场感应端（100）电势与地相同，闪电产生的电场变化在电场感应端（100）感应出电荷，同时会产生等量的异号电荷转移至运算放大器反相输入端，形成输入电流I，I=dQdt，由于运算放大器“虚断”的高阻输入特性，输入电流全部流经负反馈电阻R，感应电流在运算放大器反馈电阻上产生压降，运算放大器输出相应的电压信号，电路负反馈特性，传感器的输出电压为：，大气电场可以分解为E=E0+ΔE，其中E0为原有环境电场常数，dE0dt=0，dΔEdt=dE，传感器输出电压可改写为：，所述的传感器输出电压与闪电产生的电场变化率为线性负相关；所述的dEdt前置放大单元（200）输出分为四个通道，分别与耦合单元（300）四个通道的耦合器连接，四路信号分别经过运算放大单元（400）四个通道的放大模块信号放大，再分别经过推挽输出单元500四个通道的推挽输出模块的功率放大，采用四个通道的信号采集卡（600）采集，实现一个传感器获取四路同源多参数的雷电信号的采集，效果等同于导数天线、对数天线、快天线、慢天线四个天线，采集的闪电信号不存在相位差和时间差。

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权利要求：

百度查询： 中国科学院大气物理研究所 同源多参数电场传感器