[發(fā)明專利]脊波導(dǎo)天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510347635.3
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104916911A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段大鵬;任志剛;齊偉強(qiáng);曹佳楣;王維;馬婧珺;谷禹;高明偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)北京市電力公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡;吳貴明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及接收天線技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種脊波導(dǎo)天線。

背景技術(shù)

接收天線工作的物理過程是，天線導(dǎo)體在空間電場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并在導(dǎo)體表面激勵起感應(yīng)電流，在天線的輸入端產(chǎn)生電壓，在接收的回路中產(chǎn)生電流。所以接收天線是一個把空間電磁波能量轉(zhuǎn)換成高頻電流能量的轉(zhuǎn)換裝置，。

通常在氣體絕緣組合電器(GIS)中安裝內(nèi)置的接收天線作為局放檢測傳感器，用于檢測GIS局部放電絕緣子金屬環(huán)澆注孔輻射的UHF電磁波信號，信號頻率主要分布在800MHz-2GHz范圍內(nèi)。

接收天線的主要參數(shù)包括天線的方向性、增益與方向圖、極化特性、反射系數(shù)與駐波比、工作帶寬和等效高度，等效高度h_e與之相同極化的入射電場E相乘，就得到感應(yīng)電壓V，即V＝h_eE，據(jù)此，等效高度可定義為感應(yīng)電壓與入射電場之比：

GIS中的天線需要其本身的等效高度在800MHz-2000GHz內(nèi)能夠達(dá)到4mm以上，而且等效高度頻率特性曲線在這段頻率內(nèi)變化相對要平緩。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中急需一種天線，以滿足氣體絕緣組合電器(GIS)中對較高等效高度的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種脊波導(dǎo)天線，以提供一種具有較高等效高度的天線。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種脊波導(dǎo)天線，包括：矩形波導(dǎo)，具有腔體；脊形部，前后對稱設(shè)置于腔體的前腔面和后腔面上；加載介質(zhì)層，設(shè)置于腔體中，加載介質(zhì)層具有前后對稱設(shè)置的開口，開口的內(nèi)表面與脊形部的部分表面相連，且加載介質(zhì)層的四周與腔體相連。

進(jìn)一步地，脊形部的任意橫截面為矩形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，矩形波導(dǎo)橫截面的前邊為長邊，矩形波導(dǎo)橫截面的側(cè)邊為寬邊。

進(jìn)一步地，脊形部的長度與矩形波導(dǎo)的長度之比為0.3～0.5。

進(jìn)一步地，對稱設(shè)置的脊形部之間的水平間距與矩形波導(dǎo)寬度之比為0.1～0.3。

進(jìn)一步地，脊形部之間的水平間距為1～10mm。

進(jìn)一步地，加載介質(zhì)層的厚度為0.2～2mm。

進(jìn)一步地，加載介質(zhì)層的材料為FR4。

進(jìn)一步地，矩形波導(dǎo)的材料為鋁合金和/或黃銅。

進(jìn)一步地，脊形部的材料為鋁鉑、紫銅和銀中的任一種或多種。

進(jìn)一步地，脊波導(dǎo)天線還包括同軸電纜，同軸電纜的外導(dǎo)體與前端的脊形部連接，同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體貫穿前端的脊形部并插入后端的脊形部中。

進(jìn)一步地，脊形部的底面與矩形波導(dǎo)的底面構(gòu)成脊波導(dǎo)天線的底面。

進(jìn)一步地，脊波導(dǎo)天線的底面為拱形。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種脊波導(dǎo)天線，由于本申請的上述脊波導(dǎo)天線具有對稱設(shè)置的雙脊形部，從而有效地增大了矩形波導(dǎo)的主模截止波長，并且由于具有設(shè)置于天線中的加載介質(zhì)層，從而通過提高天線的阻抗匹配特性，進(jìn)一步擴(kuò)展了矩形波導(dǎo)的主模截止波長，進(jìn)而提高了天線的等效高度，使其具有較高的檢測靈敏度。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施方式所提供的脊波導(dǎo)天線的俯視結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施方式所提供的具有同軸電纜的脊波導(dǎo)天線的正視結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例1所提供的脊波導(dǎo)天線的增益-頻率曲線；以及

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例1所提供的脊波導(dǎo)天線的駐波比曲線圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。