[发明专利]一种基于毫米波雷达组网的昆虫探测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种昆虫探测系统，特别是一种基于毫米波雷达组网的昆虫探测系统。

背景技术

工作频率在30GHz-300GHz，相对的波长在1mm～10mm范围内的雷达，称为毫米波雷达。毫米波与微波几乎具有同样的悠久历史，但它的应用却远远不如微波那样广泛。限制毫米波应用的主要原因是大气传输损耗大。众所周知，电磁波的大气传输特性，对雷达的效能有着极其重要的影响。毫米波在晴空大气中的传输损耗机制，主要是由大气中的氧分子和水汽分子的吸收作用造成。传输损耗的数值，随着频率的增高而加大。但是，观测的结果表明，存在着几个大气“窗口”。“窗口”的中心频率称为“窗口”频率。毫米波的“窗口”频率主要有35GHz，94GHz，140GHz和220GHz。在“窗口”频段内的传输损耗较小。另一方面，和大气“窗口”相对应的是几个大气损耗的最大值，其频率是22GHz，60GHz，118GHz和183GHz。

另一方面，功率源等关键性器件的发展也不如微波那样快。在目前，除了几种35GHz的雷达已投入应用外，在其他波长上的毫米波雷达，仍处于样机研制和系统试验的阶段。但是，在最近的几年中，毫米波技术有了突破性发展，已进入了比较成熟的阶段，到目前为止，频率低于140GHz的毫米波系统的主要器件，已趋于完备。由此可以预料，在近几年中，毫米波技术的发展方向，一是系统的应用，二是向更高的频段发展。因此，工作频率高于35GHz的毫米波雷达，定会相继而出，为科学研究工作提供更加有准备的新工具。

和普通的微波雷达相比较，毫米波雷达的主要优点有：

用较小的天线尺寸可以获得较小的波束宽度，得到较高的角分辨力；

信号的频带宽度大，可以实现窄脉冲调制，因而具有足够高的距离分辨力，抗干扰性能也好；

毫米波的散射特性对目标的细微结构比较敏感，可以提高对目标的微物理过程的认识。

毫米波扫描昆虫雷达不仅可以跟踪至小型昆虫的飞行高度，并且扫描空间范围广，再现了不同空间层昆虫分布的真实反映。对小型昆虫的迁飞观测具有无与伦比的优势，在小型昆虫的研究中将发挥重要的作用，也将从更深层面上揭开小型昆虫迁飞的“面纱”。

昆虫雷达特别是毫米波昆虫雷达在农业方面发挥着越来越重要的作用，主要表现在以下方面。

不可或缺的先进探测工具；

二、监测害虫群动态，探测迁飞规律性；

三、全天候大范围预警迁飞性害虫爆发；

四、减少农作物损失，提高粮食产量和品质。

昆虫雷达在揭示农业重大流行性病害、迁飞扩散性害虫成灾机制与暴发危害上能提供早期监测和预警措施，提升对生物灾害的可预见性，增强我国防御农业病虫灾害的监控能力，提高我国农作物生物灾害的监测手段和预测预报技术水平，减少农作物损失，提高粮食产量，具有不可或缺的优势。

昆虫的远距离迁飞导致某些地区害虫的发生呈现突发性和暴发性，造成作物的严重损失，许多典型的迁飞昆虫都是重要的农业害虫。如非洲的沙漠蝗、澳大利亚疫蝗和中国的东亚飞蝗，都是臭名昭著的具有大区域暴发性和毁灭性的迁飞性害虫。中国地处东亚季风区，特殊的地理气候条件使中国农作物的主要几大害虫都是南北往返迁飞数千公里，屡屡“小虫成大灾”。如2003年以来，稻纵卷叶螟特大发生。2005-2006年褐飞虱特大发生、2007年稻纵卷叶螟特大发生，对我国的水稻生产造成了极大威胁，并逐年积累己形成了巨大的虫源基数。目前，迁飞性害虫的频繁发生和大面积的暴发，已成为影响我国粮食产量和品质的主要因素之一。

目前我国只有一台毫米波扫描昆虫雷达来监测害虫的迁飞，作为全国大范围发生的害虫，在我国的迁飞扩展区域广大，需要各区域的协作来完成对其预警体系的建立，以发挥毫米波扫描昆虫在监测迁飞性昆虫的优势，促进昆虫雷达技术的发展，进行雷达监测网的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于毫米波雷达组网的昆虫探测系统，昆虫探测系统内固定式探测工作站和移动式探测工作站均与监控中心实现网络互连，多部雷达可通过数据中心调用任意一部雷达信息，实现数据共享，实现控制中心的雷达调度和有效观测，雷达可预置扫描模式，定时开关机功能，实现无人值守，全天候不间断运行，通过雷达组网，可预警害虫迁飞方向，合理调动移动式雷达和固定式雷达全程监测迁飞性害虫。