[发明专利]适用于森林与草原火源探测的无源可控频谱光量子雷达

说明书

本发明公开了一种无源可控频谱光量子雷达装置，包括：雷达防护罩，其顶部设有防护顶盖，底部设有底座，底座上开有连接机械扫描云台紧固孔和出线口，中部设有防潮防尘六方形支撑筒；六方形支撑筒内设有6套圆锥形光量子雷达天线，所述6套圆锥形光量子雷达天线底部设有带纳米频率窗口的可控频谱光量子矩阵馈源；所述可控频谱光量子矩阵馈源通过馈线与MCU自适应智能控制系统电连接；所述MCU自适应智能控制系统安装在MCU电路板仓室中，MCU自适应智能控制系统设有电性控制线，所述电性控制线包括电源线和通信线经引线孔连接到机械扫描云台。本发明为抢险救灾提供早期预警和精确坐标信息探测，提高抢险救灾效率、减少抢险救灾人员的伤亡和经济损失。

技术领域

本发明涉及量子探测及量子信息领域，尤其涉及一种适用于森林与草原火源探测的无源可控频谱光量子雷达及其应用方法。

背景技术

森林火灾属于世界性自然灾害。据不完全统计，全世界平均每年发生森林火灾＞22万起，烧毁各种森林＞1640万公顷。我国森林面积为2.58亿公顷，天然草原面积为3.93亿公顷，每年因火灾造成的损失≥1000亿元人民币，国家投入森林消防领域的经费约为100亿/年。

森林与草原火灾在产生巨大的经济损失的同时还对大气造成严重的污染。林木生物物质的燃烧也增加了全球温室气体的排放量，是造成地球大环境污染的重要因素，给人类生存造成严重的影响。有效高精度的森林、草原广域“火险”监测报警技术与装备的开发研制，是一项在森林、草原防火领域中的世界性技术研究课题。

目前，广泛使用在森林、草原等环境的火灾火源探测的火灾报警的主流技术为“视频成像图像识别”技术。视频成像图像识别技术受到环境和光照度变化的影响，不能实现全天候实时监测的技术需求。近十年来，采用了辅助被动红外光谱成像图像识别技术(即双光成像图像识别技术)，基本实现了昼夜全天候监测的技术需求，但仍属视频成像与图像识别技术范畴。工作状态中存在长聚焦循环调焦技术带来的巡航扫描监测时间长,实时环境动态图像数据的识别和处理量大、实时高清图像数据的传输占用大量的通信资源。系统受环境动态参数变化的影响而导致装置系统误报和漏报率的概率较高、火点定位精度误差不可控等技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，根据森林、草原等环境的火灾火源探测报警的实际需求，依据实时火源产生的物理信息特征，本发明设计了一种具有对广谱离散光量子粒子流进行全天候、可控频谱、有效动态监测的无源光量子雷达装置。该装置集相控天线、可控光谱光量子矩阵馈源、“频率窗口”、“能量窗口”、“时间窗口”、静态/动态扫描技术为一体，为林区、草原等环境的火灾报警提供一种超大距离地面三维空间火源探测的无源可控光谱光量子雷达装置。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明公开了一种无源可控频谱光量子雷达装置，包括：雷达防护罩(1)，雷达防护罩(1)顶部设有防护顶盖(1-1)，底部设有底座(1-2)，底座上开有连接机械扫描云台紧固孔(1-2-1)和出线口(1-2-2)，中部设有防潮防尘六方形支撑筒(1-3)；所述六方形支撑筒(1-3)内设有6套圆锥形光量子雷达天线(2)，所述6套圆锥形光量子雷达天线(2)底部设有带纳米频率窗口的可控频谱光量子矩阵馈源(3)；所述可控频谱光量子矩阵馈源(3)通过馈线与MCU自适应智能控制系统(6)电连接；所述MCU自适应智能控制系统(6)安装在MCU电路板仓室(4)中，MCU自适应智能控制系统(6)设有电性控制线(6-2)，所述电性控制线(6-2)包括电源线和通信线经引线孔(4-1)连接到机械扫描云台(5)。

更进一步地，所述圆锥形可控频谱光量子相控天线(2)进一步包括：由6套单体圆锥形光量子天线(2-1；2-2；2-3；2-4；2-5；2-6)，分别在水平轴向上按60°相位均匀分布，安装在所述六方形支撑筒(1-3)内。