CN104485511B - 一种毫米级可调高气压天线罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种毫米级可调高气压天线罩，包括天线罩外壳、上法兰盘、下法兰盘、第一连接支架、第二连接支架和电极调节杆；作为辐射器的关键部件，它解决高压放电，MPa级的高气压密封，非金属的结构承重，采用了大量的新材料新工艺。

Description

一种毫米级可调高气压天线罩

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术，具体为一种毫米级可调高气压天线罩。

背景技术

高功率宽带辐射器(以下简称“双锥辐射器”)应用于射频系统中，主要作用为：将快前沿Marx发生器输出的高电压脉冲，转化为可传播的高功率射频电磁脉冲，并向空间进行有效辐射。双锥辐射器最早由谢昆诺夫提出并作为研究天线辐射特性的模型，由于具有良好的宽频带特性而得到了广泛的研究与应用。近年来，超宽带(Ultra-wide band)技术的兴起要求系统天线在很宽频带内辐射特性不变，在有关超宽带天线中双锥天线是最受欢迎的天线形式之一。射频系统要求双锥辐射器的尺寸紧凑，考虑带内阻抗、辐射方向图、体积、重量等各方面因素，方案中选择双锥形天线作为宽带谐振辐射器的基本形式。锥形天线的向空间传输的主模为TEM球面波，远场辐射因子随着半锥的角度增大而增大。这是因为角度越大，感应场在辐射方向上的分量越多；然而天线又受制于体积、高压绝缘等因素，引起半锥的角度不能无限增大，需折中考虑。盘形结构的加载，不仅满足了峰化电路对峰化电容的要求，而且对天线的辐射因子起到了明显增大的作用。

双锥辐射器，主要由峰化电极开关、锥形天线以及天线罩三者共同组成。高压脉冲馈入天线两端，峰化电容和小间隙高气压开关可以共同作用对脉冲进行压缩和陡化，陡化后的脉冲直接激励天线向外辐射电磁波。

双锥辐射器为了能共同作用对脉冲进行压缩和陡化，需要提高天线罩里气体压强达到MPa级别，使峰化电容和开关间隙减小。当电压达到一定程度时，天线罩内部的绝缘子和空气的分界面上可能会出现放电现象，称作沿面放电。若是沿面放电发展到贯穿性的空气击穿，称为闪络。沿面闪络电压比气体或固态单独存在使得击穿电压都低。电力设备的事故中，很多都是沿面闪络造成的，所以在设计上要避免产生沿面闪络。

在整个天线辐射过程中，天线罩的作用尤为重要，辐射器天线罩需要解决以下几个问题：

1、对于天线来说，金属材料对电磁波有屏蔽作用，为了不对电磁波辐射造成影响，需要整体天线罩使用非金属材料。如何解决非金属材料的密封和透波问题，解决非金属材料本身密度小，机械强度小的问题，这都需要找到特殊的材料来解决。

2、双锥辐射器在工作时，会有高电压输入，天线的周边和空气分界面可能会有放电现象，如何解决沿面闪络问题，使他不会影响双锥辐射器的正常工作。

3、峰化电容和放电开关之间的间距需要达到毫米级别，在高压充电的时候不能提前放电，需要通过实验来验证产出最大的电磁波，需要放电开关之间间距在天线罩外面可以调节。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种毫米级可调高气压天线罩。

技术方案

一种毫米级可调高气压天线罩，其特征在于包括天线罩外壳、上法兰盘、下法兰盘、第一连接支架、第二连接支架和电极调节杆；天线罩外壳位于上法兰盘、下法兰盘之间，与上法兰盘、下法兰盘通过螺钉连接，上法兰盘中心镶入金属圆盘，金属圆盘中间设有螺纹孔，在螺纹孔的下段，开有沿着螺纹孔四周的第二密封槽；上法兰盘、天线罩外壳、下法兰盘三者之间组成的圆柱体空间内从上至下依次为第一连接支架、第一天线、两个相对设置的电极、第二天线、第二连接支架；所述的电极调节杆穿过金属圆盘、第一连接支架与电极连接；所述的上法兰盘的端面开有气孔，所述的下法兰盘的端面开有走线槽、中心孔开有第三密封槽。

上下法兰盘的螺孔的内侧开有环状的第一密封槽。

天线罩外壳采用QW220T中温改性环氧树脂材料。

第一连接支架、第二连接架的结构相同，四周均匀开有8个槽。

有益效果

本发明提出的一种毫米级可调高气压天线罩，作为辐射器的关键部件，它解决高压放电，MPa级的高气压密封，非金属的结构承重，采用了大量的新材料新工艺。

附图说明

图1天线罩整体剖视示意图

图2天线罩上法兰盘示意图

图3天线罩下法兰盘示意图

图4天线支撑架示意图

1-天线罩外壳；2-上法兰盘；3-第一连接支架；4-电极调节杆；5-天线罩外壳的螺孔；6-上下法兰盘的螺孔；7-第一密封槽；8-第一天线；9-电极；10-金属圆盘；11-第二密封槽；12-气孔；13-第三密封槽；14-走线槽；15-下法兰盘；16-第二天线；17-第二连接支架。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，毫米级可调高气压天线罩包括天线罩外壳1、上法兰盘2、下法兰盘15、第一连接支架3、第二连接支架17和电极调节杆4，天线罩外壳的螺孔5和上下法兰盘的螺孔各用10个螺钉连接，在法兰盘螺孔的内侧开有环状的第一密封槽7，可以进行密封。第一连接支架3一端和法兰盘连接，一端和第一天线8连接，连接支架起到了增加爬电距离和固定天线的作用。

如图2所示，上法兰盘2中心内部镶入金属圆盘10，金属圆盘中间有螺纹孔，它和电极调节杆4配合，在螺纹的下段，沿着孔的四周，开有第二密封槽11，在电极调节杆4上下移动的时候，起到气体密封的作用，在天线罩外面可以实现通过调节杆对电极进行微调。在上法兰盘2的端面开有气孔12，用于气体的充气放气。

如图3所示，下法兰盘15的中心孔附近也开有第三密封槽13，在它的端面开有走线槽14用于高压走线。

如图4所示，第一连接支架3、第二连接支架17的结构相同，四周均匀开有8个槽，方便螺钉安装，来连接天线和法兰盘。

Claims (4)

1.一种毫米级可调高气压天线罩，其特征在于包括天线罩外壳(1)、上法兰盘(2)、下法兰盘(15)、第一连接支架(3)、第二连接支架(17)和电极调节杆(4)；天线罩外壳(1)位于上法兰盘(2)、下法兰盘(15)之间，与上法兰盘(2)、下法兰盘(15)通过螺钉连接，上法兰盘(2)中心镶入金属圆盘(10)，金属圆盘(10)中间设有螺纹孔，在螺纹孔的下段，开有沿着螺纹孔四周的第二密封槽(11)；上法兰盘(2)、天线罩外壳(1)、下法兰盘(15)三者组成的圆柱体空间内从上至下依次为第一连接支架(3)、第一天线(8)、两个相对设置的电极(9)、第二天线(16)、第二连接支架(17)；所述的电极调节杆(4)穿过金属圆盘(10)、第一连接支架(3)与电极(9)连接；所述的上法兰盘(2)的端面开有气孔(12)，所述的下法兰盘(15)的端面开有走线槽(14)、中心孔开有第三密封槽(13)。

2.根据权利要求1所述的毫米级可调高气压天线罩，其特征在于上下法兰盘的螺孔(6)的内侧开有环状的第一密封槽(7)。

3.根据权利要求1所述的毫米级可调高气压天线罩，其特征在于天线罩外壳(1)采用QW220T中温改性环氧树脂材料。

4.根据权利要求1所述的毫米级可调高气压天线罩，其特征在于第一连接支架(3)、第二连接支架(17)的结构相同，四周均匀开有8个槽。