[發(fā)明專利]用于傳感器標(biāo)定的鏡面單錐天線設(shè)計(jì)方法及單錐天線系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210171979.3
• 申請(qǐng)日: 2022-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN114614254A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王異凡;王少華;陳曉剛;馬建國(guó);黃輝;龔金龍;李治國(guó);周紹華;單聚良;吳旭翔;孫明;王一帆;駱麗;張茹萱;萬鑫;范俊;賀友杰;童躍升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01Q1/50
• 分類號(hào): H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q15/14;G06F30/20
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 許守金;張建青

本發(fā)明公開了用于傳感器標(biāo)定的鏡面單錐天線設(shè)計(jì)方法及單錐天線系統(tǒng)，屬于鏡面單錐天線技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有的鏡面單錐天線上的阻抗變換器，其輸入阻抗不能靈活調(diào)整，導(dǎo)致單錐天線錐角不能調(diào)整，進(jìn)而使得鏡面單錐天線占地空間大，制造成本高。本發(fā)明的一種用于特高頻傳感器標(biāo)定的鏡面單錐天線設(shè)計(jì)方法，利用Klopfenstein阻抗?jié)u變模型設(shè)計(jì)同軸阻抗變換器，以實(shí)現(xiàn)脈沖源與鏡面單錐天線在寬頻帶的阻抗匹配，進(jìn)而可以通過減小單錐天線錐角的方法，減小同樣高度單錐天線的直徑，從而縮減天線的占地面積，節(jié)約建設(shè)成本，使得鏡面單錐天線結(jié)構(gòu)更加緊湊；另一方面，采用Klopfenstein阻抗?jié)u變?cè)O(shè)計(jì)阻抗變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗變換效率最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于傳感器標(biāo)定的鏡面單錐天線設(shè)計(jì)方法及單錐天線系統(tǒng)，屬于鏡面單錐天線技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鏡面單錐TEM小室常用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)，用于標(biāo)定電磁場(chǎng)傳感器。與TEM小室、GTEM小室相比，鏡面單錐天線上限頻率高，空間場(chǎng)精度更高。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院用作傳感器和天線校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置；全俄光學(xué)物理計(jì)量院和韓國(guó)國(guó)家計(jì)量科學(xué)研究院也相繼建立了單錐天線標(biāo)定系統(tǒng)，用于校準(zhǔn)電磁場(chǎng)傳感器和建立相關(guān)的；國(guó)內(nèi)西北核技術(shù)研究所、清華大學(xué)等單位開展了單錐天線標(biāo)定系統(tǒng)方面的研究。

現(xiàn)有的鏡面單錐天線上的阻抗變換器，其輸入阻抗不能靈活調(diào)整，導(dǎo)致單錐天線錐角不能調(diào)整，進(jìn)而使得鏡面單錐天線占地空間大，制造成本高。

進(jìn)一步，現(xiàn)有的鏡面單錐天線為實(shí)現(xiàn)與脈沖源的阻抗匹配，輸入阻抗多設(shè)計(jì)為50Ω，相應(yīng)的錐角較大，造成圓錐地面直徑大，鏡面單錐占地面積和重量較大，建造成本較高。

[1]蔣廷勇,燕有杰,劉小龍,等.短電磁脈沖標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)裝置實(shí)驗(yàn)室比對(duì)[J].計(jì)量學(xué)報(bào),2019,40(6):1107-1111.

[2]Sakharov K Y,Mikheev O V,Turkin V A.National Standard of RussianFederation for reproduction and transmission of unit sizes of pulse electricand magnetic intensities in ultrawide band range[C]//18th High-PowerElectromagnetics Conference(HPEM18),EUROEM 2012,2012.

[3]Lee J G,Kang J S,Kim J H,et al.Time domain antenna range atKRISS.IEEE,2008.

[4]Antennas and the associated time domain range for the measurementof impulsive fields.DEPT.OF COMMERCE,1978.

[5]楊超,孟萃,李鵬輝,等.鏡面單錐TEM小室電磁場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)裝置[J].高電壓技術(shù),2016(42):1476-1482.

[6]燕有杰,蔣廷勇,劉小龍,等.鏡面單錐結(jié)構(gòu)超寬譜短脈沖電場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)裝置[J].強(qiáng)激光與粒子束,2012,24(12):2873-2876.

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利用Klopfenstein阻抗?jié)u變模型設(shè)計(jì)同軸阻抗變換器，以實(shí)現(xiàn)輸入阻抗的調(diào)整，進(jìn)而可使得脈沖源與鏡面單錐天線在寬頻帶的阻抗匹配，從而可以通過減小單錐天線錐角的方法，減小同樣高度單錐天線的直徑，從而縮減天線的占地面積，節(jié)約建設(shè)成本，使得鏡面單錐天線結(jié)構(gòu)更加緊湊；另一方面，采用Klopfenstein阻抗?jié)u變?cè)O(shè)計(jì)阻抗變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗變換效率最大化，即相同工作帶寬和反射系數(shù)下，所需阻抗變換器長(zhǎng)度最小，方案詳盡，切實(shí)可行，便于實(shí)現(xiàn)的用于傳感器標(biāo)定的鏡面單錐天線設(shè)計(jì)方法及單錐天線系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一種技術(shù)方案為：