[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型天線端口防雷裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410064134.X
• 申請(qǐng)日: 2014-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103795053A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李炎新;高成;蘇麗媛;郭飛;邱實(shí);江志東;石立華;陸峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02H9/04
• 分類(lèi)號(hào): H02H9/04;H02H9/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型天線端口防雷裝置，特別是一種用于無(wú)線發(fā)射和接收的天線端口防雷裝置。??

背景技術(shù)

閃電是雷暴云中的電荷放電，是非常強(qiáng)的自然界電流。強(qiáng)大的雷電流如果擊中無(wú)線電通信天線，會(huì)直接燒毀通信設(shè)備。甚至在天線附近的閃電引起的雷電電磁脈沖也能破壞天線設(shè)備。因此非常有必要在通信天線的端口安裝一種雷電防護(hù)裝置，再與大地連接，將雷電流或雷電電磁脈沖泄放到大地，從而保護(hù)通信設(shè)備。目前的雷電防護(hù)裝置防護(hù)方法是在天線端口加裝浪涌保護(hù)器（SPD），如氣體放電管、氧化鋅壓敏電阻（MOV）、瞬變電壓抑制二極管(TVS)等，對(duì)雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓/過(guò)電流進(jìn)行泄放。但是這些SPD器件本身有電容效應(yīng)，有的等效電容還比較大，比如MOV、TVS的等效電容達(dá)幾百皮法以上。對(duì)于高頻通信的天線來(lái)說(shuō)，這些SPD器件雖然能對(duì)雷電起到防護(hù)作用，但其等效電容會(huì)產(chǎn)生很大的插入損耗，嚴(yán)重影響無(wú)線電通信。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前無(wú)線發(fā)射和接收的天線端口防雷裝置中所存在的問(wèn)題和不足，設(shè)計(jì)一種既能有效泄放雷電引起的過(guò)電壓/過(guò)電流，又不影響正常通信的天線端口防雷裝置。

利用匹配和濾波設(shè)計(jì)技術(shù)，將SPD的等效電容合理配置到天線網(wǎng)絡(luò)中，可以很好地減小SPD等效電容的影響，同時(shí)對(duì)雷電低頻信號(hào)起到濾波作用，提高防雷效果。整個(gè)天線端口SPD防雷電網(wǎng)絡(luò)為π型結(jié)構(gòu)，π型防雷網(wǎng)絡(luò)的三級(jí)分別為：輸入級(jí)的MOV壓敏電阻、隔離級(jí)電感和輸出級(jí)TVS瞬變電壓抑制二極管。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

輸入級(jí)包括MOV壓敏電阻、電感和微調(diào)電容。MOV壓敏電阻起到大電流泄放和過(guò)電壓箝位作用。MOV壓敏電阻的等效電容與電感組成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率為天線的工作頻率，使其不影響天線正常工作。所述的電感由粗導(dǎo)線制作。調(diào)整微調(diào)電容起到諧振頻率微調(diào)的作用，便于精確調(diào)整輸入級(jí)的諧振頻率。

隔離級(jí)由電感起隔離作用，并與可調(diào)電容串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，使其不影響天線正常工作。所述的電感由粗導(dǎo)線制作。調(diào)整可調(diào)電容使串聯(lián)諧振頻率等于天線的工作頻率。

輸出級(jí)包括對(duì)浪涌響應(yīng)速度快的TVS瞬變電壓抑制二極管、電感和微調(diào)電容。TVS瞬變電壓抑制二極管進(jìn)一步泄放殘余的過(guò)電流/電壓。TVS瞬變電壓抑制二極管的等效電容與電感組成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率為天線工作頻率，使其不影響天線正常工作。所述的電感由粗導(dǎo)線制作。調(diào)整微調(diào)電容起到諧振頻率微調(diào)作用，便于精確調(diào)整輸出級(jí)諧振頻率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：

1、整個(gè)雷電防護(hù)裝置由π型結(jié)構(gòu)三級(jí)構(gòu)成，分級(jí)防護(hù)，防護(hù)效果好。

2、利用天線的匹配和濾波設(shè)計(jì)技術(shù)，將SPD的等效電容合理配置到天線網(wǎng)絡(luò)中，可以很好地減小SPD等效電容的影響，不影響天線的正常工作。

3、輸入級(jí)和輸出級(jí)的電感由導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)，也具有很好的雷電流旁路功能，提高防雷效果。

4、每一級(jí)都有調(diào)整LC網(wǎng)絡(luò)諧振頻率的可調(diào)電容，使其諧振頻率精確等于天線的工作頻率，不影響天線正常工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的新型天線端口防雷裝置原理示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

結(jié)合圖1，1為露天天線，有可能遭受雷擊，引入雷電電流。2為氧化鋅壓敏電阻，當(dāng)天線引入雷電電流時(shí)，表現(xiàn)為很低的電阻值，泄放雷電電流，通流能力很強(qiáng)。正常通信時(shí)氧化鋅壓敏電阻2有等效電容C_MOV約幾百皮法，對(duì)高頻的通信信號(hào)起旁路作用，引起很大的插入損耗。為了抵消2這種不良影響，引入由粗導(dǎo)線制作的電感3，電感值為L_P1。調(diào)整導(dǎo)線的長(zhǎng)短，使L_P1與C_MOV構(gòu)成天線匹配濾波電路，形成并聯(lián)諧振，諧振頻率等于天線的通信頻率。4是微調(diào)電容，電容值為C_P1，為中心頻率微調(diào)電容，使并聯(lián)諧振頻率精確等于天線的通信頻率。2、3、4構(gòu)成整個(gè)防護(hù)裝置的輸入級(jí)，有很強(qiáng)的通流能力，對(duì)雷電流進(jìn)行泄放，而且不影響天線的正常通信。

結(jié)合圖1，5是由粗導(dǎo)線制作的隔離電感，電感值為L_S，起到隔離輸入級(jí)與輸出級(jí)的作用。為了克服電感5對(duì)通信信號(hào)的衰減，串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電容6，電容值為C_S。電感5與電容6發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振頻率等于天線通信頻率。電感5與電容6構(gòu)成輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的隔離級(jí)。