CN113533919A - 用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天线技术领域，公开了用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器。本发明将阿基米德平面螺旋天线和指数渐变式高间隙比巴伦均设置在柔性基板的上方，且两者共面，将同轴接头设置在柔性基板的下方；指数渐变式高间隙比巴伦的始端与同轴接头连接，终端与阿基米德平面螺旋天线的始端相连；指数渐变式高间隙比巴伦为双臂结构，并采用指数渐变线的形式逐步改变间隙比，间隙比的最大值大于等于5；小型化内置柔性天线传感器用于耦合电气设备局部放电辐射的特高频波段的电磁波信号。本发明通过指数渐变式高间隙比巴伦降低阻抗，扩大使用范围，通过巴伦和天线本体共面实现轴向小型化，采用柔性基底实现与电气设备内部复杂结构的共形。

Description

用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器
技术领域
本发明属于天线技术领域，更具体地，涉及用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器。
背景技术
局部放电是电力设备在足够强的电场的作用下局部范围内发生的放电现象，长期的局部放电会使绝缘系统的绝缘强度急剧下降，这也是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。局部放电的过程中，将产生上升时间小于1ns的脉冲电流，其击穿过程快，并能激发数GHz的电磁波。特高频检测法具有抗干扰能力强，稳定性高等优点，被广泛的用于局部放电监测领域。
特高频检测法的关键在于天线传感器的设计优化，通过设计出特定频段的天线耦合局部放电辐射的特高频段电磁波信号。目前用于局部放电检测领域的内置式螺旋传感器都是刚性基底，在安装过程中存在不能与电气设备内部复杂结构（例如，弧形气体绝缘全封闭组合电器GIS、弧形套管、弧形电力互感器等）共形的问题，导致天线在内置时需要改变电气设备的结构。此外，由于天线制作的材料是铜，因此刚性天线伸入到电气设备内部后存在破坏设备内部电磁平衡的危险。螺旋天线的有效工作需要设计巴伦来实现平衡馈电和阻抗匹配，刚性基底巴伦的存在增加了螺旋天线的剖面高度，安装时降低了空间利用率，不利于实际应用。
目前国内外对柔性天线的研究多集中在通信领域与可穿戴设备领域，比如用于穿戴和通信的柔性天线等，而且研究还处于起步阶段，柔性天线检测的电磁波频段高于3GHz，无法利用现有柔性天线进行电力设备局放点特高频（300MHz~3GHz）频段电磁波信号的检测。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，使得天线传感器能够用于电力设备局部放电检测，天线传感器与电气设备内部复杂结构能够共形，能够减小天线传感器的轴线尺寸，实现器件小型化，在降低阻抗的同时扩大使用范围。
本发明提供用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，包括：柔性基板、阿基米德平面螺旋天线、指数渐变式高间隙比巴伦和同轴接头；
所述阿基米德平面螺旋天线和所述指数渐变式高间隙比巴伦均设置在所述柔性基板的上方，且所述阿基米德平面螺旋天线和所述指数渐变式高间隙比巴伦共面；所述同轴接头设置在所述柔性基板的下方；
所述指数渐变式高间隙比巴伦的始端与所述同轴接头连接，所述指数渐变式高间隙比巴伦的终端与所述阿基米德平面螺旋天线的始端相连；
所述指数渐变式高间隙比巴伦为双臂结构，所述指数渐变式高间隙比巴伦采用指 数渐变线的形式逐步改变间隙比，所述间隙比定义为巴伦臂宽与巴伦两臂间隙之间的比 值；所述指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比的取值范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中，t大于等于5；
所述小型化内置柔性天线传感器用于耦合电气设备局部放电辐射的特高频波段的电磁波信号。
优选的，所述指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比的取值范围为
Figure 301155DEST_PATH_IMAGE002
。
优选的，所述指数渐变式高间隙比巴伦采用多段逐步改变间隙比的方式，所述指 数渐变式高间隙比巴伦包括第一段和第二段，所述第一段对应的间隙比的取值范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，所述第二段对应的间隙比的取值范围为
Figure 795721DEST_PATH_IMAGE004
。
优选的，所述指数渐变式高间隙比巴伦的始端的宽度为3mm，所述指数渐变式高间隙比巴伦的终端的宽度为1mm。
优选的，所述阿基米德平面螺旋天线为双臂自互补结构，所述阿基米德平面螺旋天线包括位于内部的标准阿基米德螺旋结构和位于外部的正弦波加载螺旋结构。
优选的，所述阿基米德平面螺旋天线的总圈数为10.5圈，前6.5圈为所述标准阿基米德螺旋结构，后4圈为所述正弦波加载螺旋结构；所述阿基米德平面螺旋天线的宽度为1.5mm。
优选的，所述阿基米德平面螺旋天线的内径小于等于12.5mm，外径为75mm。
优选的，所述小型化内置柔性天线传感器的工作频段为610MHz~3GHz。
优选的，所述柔性基板采用聚酰亚胺制作而成，所述柔性基板的厚度为0.20~0.35mm。
优选的，所述同轴接头采用SMA接头。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在发明中，将阿基米德平面螺旋天线和指数渐变式高间隙比巴伦均设置在柔性基 板的上方，且阿基米德平面螺旋天线和指数渐变式高间隙比巴伦共面，将同轴接头设置在 柔性基板的下方。本发明采用柔性基底实现与电气设备内部复杂结构的共形，通过巴伦和 天线本体共面实现轴向小型化。本发明采用的指数渐变式高间隙比巴伦为双臂结构，且采 用指数渐变线的形式逐步改变间隙比，将间隙比定义为巴伦臂宽与巴伦两臂间隙之间的比 值，间隙比的取值范围为
Figure 437DEST_PATH_IMAGE001
，t大于等于5。本发明提出了一种与现有技术均不同的降低阻 抗的方式，通过指数渐变式高间隙比巴伦降低阻抗，并扩大使用范围。本发明具有体积小、 安装方便、可以随电力设备弧形结构共形、方向性好，超宽带、阻抗匹配性能良好等特点，可 有效接收特高频信号，且共形后基本不影响天线的性能，满足局部放电特高频天线的设计 要求，提高了内置天线检测能力和应用的灵活性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器的正面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器的反面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器中阿基米德平面螺旋天线的示意图；
图4为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器中指数渐变式高间隙比巴伦的平面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器中指数渐变式高间隙比巴伦的第一段和第二段的位置示意图；
图6为恒定间隙比巴伦（间隙比为5）与阿基米德平面螺旋天线相连的结构示意图；
图7为采用不同间隙比时的恒定间隙比巴伦的阻抗匹配效果图；
图8为指数渐变式高间隙比巴伦（最小间隙比为1.46，最大间隙比为9.3）与恒定间隙比巴伦（间隙比为9）的阻抗匹配效果对比图；
图9为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器与电力设备弧形结构共形的示意图；
图10为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器在不同形变程度下的实测电压驻波比图；
图11为基本形式的阿基米德平面螺旋天线在未弯曲情况下的仿真电压驻波比图；
图12为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器在不同形变程度下且在1GHz时的二维方向图；
图13为本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器内置时的局部放电测量结果。
其中，1-柔性基板、2-阿基米德平面螺旋天线、3-指数渐变式高间隙比巴伦、4-同轴接头。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本实施例提供用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，参见图 1和图2，包括：柔性基板1、阿基米德平面螺旋天线2、指数渐变式高间隙比巴伦3和同轴接头 4。所述阿基米德平面螺旋天线2和所述指数渐变式高间隙比巴伦3均设置在所述柔性基板1 的上方，且所述阿基米德平面螺旋天线2和所述指数渐变式高间隙比巴伦3共面；所述同轴 接头4设置在所述柔性基板1的下方。所述指数渐变式高间隙比巴伦3的始端与所述同轴接 头4连接，所述指数渐变式高间隙比巴伦3的终端与所述阿基米德平面螺旋天线2的始端相 连。所述指数渐变式高间隙比巴伦3为双臂结构，所述指数渐变式高间隙比巴伦3采用指数 渐变线的形式逐步改变间隙比，所述间隙比定义为巴伦臂宽与巴伦两臂间隙之间的比值； 所述指数渐变式高间隙比巴伦3的间隙比的取值范围为
Figure 137021DEST_PATH_IMAGE001
，其中，t大于等于5。所述小型 化内置柔性天线传感器用于耦合电气设备局部放电辐射的特高频波段的电磁波信号。
其中，所述柔性基板1可采用聚酰亚胺制作而成，聚酰亚胺（PI）的介电常数
Figure DEST_PATH_IMAGE005
和损 耗正切角
Figure 681266DEST_PATH_IMAGE006
分别为3.5和0.008，具有可弯曲、耐高温的优点。所述柔性基板的厚度为0.20 ~0.35mm。
所述阿基米德平面螺旋天线2为双臂自互补结构，所述阿基米德平面螺旋天线2包括位于内部的标准阿基米德螺旋结构和位于外部的正弦波加载螺旋结构，参见图3。通过正弦波加载的方式，实现对天线本体在径向上的小型化处理，能够极大地减小天线本体的直径。
所述阿基米德平面螺旋天线2的内径小于等于12.5mm，外径为75mm。
所述阿基米德平面螺旋天线2的总圈数为10.5圈，前6.5圈为所述标准阿基米德螺旋结构，后4圈为所述正弦波加载螺旋结构；所述阿基米德平面螺旋天线2的宽度为1.5mm。
考虑到留出巴伦共面的空间，所述阿基米德平面螺旋天线2的实际内径可设置为8.77mm，螺线宽度W和两条螺线间距d相等，均为1.5mm。基于所述阿基米德平面螺旋天线2的内径、外径、总圈数等，可计算得到所述阿基米德平面螺旋天线2的增长率为0.955。
所述阿基米德平面螺旋天线2印刷在所述柔性基板1的上方，天线本体的材质为铜。
所述指数渐变式高间隙比巴伦3的间隙比的最小值s大于0.5即可，天线传感器的性能主要由间隙比的最大值t决定，优选5至9。
一种具体的方案中，仿真建模时，所述指数渐变式高间隙比巴伦3的间隙比的取值 范围为
Figure 346733DEST_PATH_IMAGE002
。
所述指数渐变式高间隙比巴伦3也可采用多段逐步改变间隙比的方式。例如，参见 图4、图5，所述指数渐变式高间隙比巴伦3为对称结构，所述指数渐变式高间隙比巴伦3包括 第一段和第二段，所述第一段对应的间隙比的取值范围为
Figure 35816DEST_PATH_IMAGE003
，所述第二段对应的间 隙比的取值范围为
Figure 507249DEST_PATH_IMAGE004
。
参见图4，基于间隙比最大值为9.30，得到所述指数渐变式高间隙比巴伦的始端W1的宽度为3mm，所述指数渐变式高间隙比巴伦的终端W2的宽度为1mm。
采用多段逐步改变间隙比的方式相对于不分段的方式，设置更灵活，可满足更多的设计需求，例如，在尺寸受限的情况下，可通过采用多段设计的方式实现。
所述同轴接头4可采用SMA接头。焊接完成的天线传感器如图2所示，信号输出端口采用特征阻抗为50Ω的SMA射频母座。
考虑到实际应用中内置的天线本体的尺寸不能太大，而最低工作频率决定了天线的外径大小，因此本发明提供的所述小型化内置柔性天线传感器的工作频段为610MHz~3GHz。
下面对本发明做进一步的说明。
基本形式的阿基米德螺旋天线满足以下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
（1）
其中，
Figure 640421DEST_PATH_IMAGE008
为曲线上任意点的极坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为基本形式的阿基米德螺旋天线的起始 内径，a为阿基米德螺旋天线的增长率，
Figure 742369DEST_PATH_IMAGE010
为阿基米德螺旋天线的角度。
为了进行对比，此处与本发明的设置的数据对应，将基本形式的阿基米德螺旋天 线中的
Figure 921678DEST_PATH_IMAGE009
设置为1.5mm，a设置为0.955。
与本发明的设置的数据对应，将基本形式的阿基米德螺旋天线构成的天线传感器 的工作频带设置为610MHz~3GHz，根据阿基米德螺旋天线辐射原理，由公式（2）、（3）可以确 定基本形式的阿基米德螺旋天线的内径
Figure DEST_PATH_IMAGE011
和外径
Figure 603326DEST_PATH_IMAGE012
。
Figure DEST_PATH_IMAGE013
（2）
Figure 859513DEST_PATH_IMAGE014
（3）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 866784DEST_PATH_IMAGE016
分别为610MHz和3GHz对应的波长；
Figure 533388DEST_PATH_IMAGE015
记为最大波长，
Figure 284307DEST_PATH_IMAGE016
记为最小 波长，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 454388DEST_PATH_IMAGE018
。
由上述公式可以计算得到，根据基本形式的阿基米德螺旋天线尺寸设计原则，基 本形式的阿基米德螺旋天线的内径
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，外径
Figure 835822DEST_PATH_IMAGE020
。即根据传统的阿基米德螺 旋天线尺寸设计原则，螺旋外径
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的最小取值为199mm，螺旋内径
Figure 455635DEST_PATH_IMAGE022
的最大取值为 25mm。
为了减小天线在径向上的尺寸，本发明采用正弦波的方式作为阿基米德螺旋天线 小型化的加载函数，本发明中的所述阿基米德平面螺旋天线包括位于内部的标准阿基米德 螺旋结构和位于外部的正弦波加载螺旋结构，最终得到的所述阿基米德平面螺旋天线的总 半径为75mm，即外径
Figure 275823DEST_PATH_IMAGE021
取值为150mm。相比于基本形式的阿基米德螺旋天线的螺旋外径的 最小值199mm，本发明在径向尺寸上至少缩小了25%。
本发明中的所述阿基米德平面螺旋天线的内径小于等于12.5mm，考虑到留出巴伦 共面的空间，实际取内径
Figure 565990DEST_PATH_IMAGE011
为8.77mm。参见图3，所述阿基米德平面螺旋天线的螺线宽度W和 两条螺线间距d相等，均为1.5mm。
本发明中的所述阿基米德平面螺旋天线的总圈数为10.5圈，即
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，前6.5圈 为所述标准阿基米德螺旋结构，后4圈为所述正弦波加载螺旋结构。具体的，后4圈采取周期 数为40、幅度为1mm的正弦波加载的阿基米德螺旋线对天线进行小型化。
本发明在径向上通过正弦波加载的方式实现了天线的小型化，为了减小天线在轴向上的尺寸，本发明同时对馈电巴伦进行了设计，不仅首次提出了将巴伦与天线本体共面的设计，还具体提出了一种指数渐变式高间隙比巴伦。
例如，天线本体位于厚度为0.27mm的PI介质基板上，在轴向尺寸上，只有SMA射频母座的长度和天线本体厚度一共约为14mm，相比于现有的天线传感器，极大地减小了轴向尺寸，为GIS内置提供了便利。
本发明提出的所述指数渐变式高间隙比巴伦起到不平衡到平衡的阻抗匹配的作用，具体通过改变巴伦间隙比的方式降低天线阻抗。
间隙比（RMWAS）定义为巴伦臂宽（即螺线宽度）与巴伦两臂间隙（即两条螺线间距）之间的比值，即螺旋线的线宽与螺旋线间距之间的比值。
为了便于理解，首先针对恒定间隙比巴伦进行说明。
恒定间隙比巴伦，间隙比(RMWAS)满足以下关系：
Figure 915063DEST_PATH_IMAGE024
其中，a为增长率，W为天线臂宽。
a可设置为0.955，基于上述公式可知，通过改变天线臂宽可调节间隙比的大小。W取值为1.5至3。例如，W取2.5时，间隙比为5。图6为间隙比为5时的恒定间隙比巴伦（图6中的黑色部分）与阿基米德平面螺旋天线相连的结构示意图。
如图7所示，改变不同恒定的间隙比可以达到不同的阻抗匹配效果，当间隙比为1时，天线阻抗为140Ω；当间隙比为2时，天线阻抗可以降至120Ω；当间隙比为5时，天线阻抗从50Ω逐渐变为90Ω；间隙比为9时，天线阻抗从40Ω逐渐变为80Ω。由于信号输出端口采用特征阻抗为50Ω的SMA射频母座，而间隙比为5时阻抗匹配已到50Ω左右，间隙比为9时阻抗匹配到40Ω左右，从满足内置螺旋天线的设计要求来看，间隙比采用5至9即可，间隙比为9时可达到更优的阻抗匹配效果。
由上述的恒定间隙比分析可知，采取合适的恒定间隙比可以满足内置螺旋天线的设计要求。但是，由于单一恒定间隙比的使用范围并不广泛，例如，在巴伦区域为不规则形状或矩形区域时，难以设置标准的螺旋结构，即难以采用恒定间隙比的设计，而采用可变间隙比的设计可以适应更多的设计需求。因此，本发明在恒定间隙比的基础上对可变间隙比的阻抗匹配效果进行研究和实践。
本发明提出的指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比（RMWAS）满足以下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure 228364DEST_PATH_IMAGE026
为巴伦臂宽（靠间隙外侧的臂宽），
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为巴伦两臂之间的间隙。
所述阿基米德平面螺旋天线和所述指数渐变式高间隙比巴伦共面后，通过增大所述指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比降低天线的阻抗。
基于前面的研究得到，恒定间隙比为9时可达到理想的阻抗匹配效果，取指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比最大值为9.30进行仿真，并进一步制作实物进行对比研究。
具体的，为了测试所述指数渐变式高间隙比巴伦的最大间隙比为9.3时的阻抗匹 配效果，将间隙比的取值范围设置为
Figure 273416DEST_PATH_IMAGE002
，采用多段逐步改变间隙比的方式，制作实 物进行测试，得到所述指数渐变式高间隙比巴伦的阻抗匹配效果如图8所示，可以看出，本 发明提出的所述指数渐变式高间隙比巴伦的阻抗匹配效果良好，采用渐变式的间隙比方式 的阻抗匹配性能最贴近其间隙比最大值。
图9为本发明提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器与电力设备弧形结构共形的示意图，图9中灰色部分即为电力设备弧形壳体。小型化内置柔性天线传感器共形后发生弧形弯曲。
根据电力设备弧形壳体制造工艺，对本发明提供的小型化内置柔性天线传感器的弯曲半径进行了多尺寸优化分析，本发明分析了未弯曲以及弯曲半径分别为100mm和200mm的数据。如图10所示，通过矢量网络分析仪测出了不同弯曲程度下的天线驻波比。具体选取了间隙比从1.46变化到9.30的天线进行了实物制作，实物制作完成后使用安捷伦所生产的E5063A矢量网络分析仪对天线进行驻波比测试，扫频范围为300MHz~3GHz，实测的驻波比曲线。如图10所示，未弯曲以及弯曲半径分别为100mm和200mm的测试数据基本重合，在790MHz~1.8GHz内VSWR小于等于2，检测频带宽，满足设计要求；在研究的范围内，610MHz~3GHz内VSWR基本小于等于3.5，证明弯曲后天线辐射性能基本没受影响，可有效接受局部放电特高频信号。
此外，为了证明添加巴伦能够有效降低天线的驻波比，本发明还对未加巴伦的天线进行了仿真。图11是基本形式的阿基米德螺旋天线（即未加巴伦时的天线）在未弯曲情况下的仿真驻波比。结合图10和图11可以看出，通过增加巴伦可以有效降低天线的驻波比。
如图12所示，给出了本发明提出的天线传感器在1GHz处的二维方向图，由图12可以看出，在未弯曲以及弯曲半径分别为100mm和200mm情况下的三组数据均为标准的“8字形”，可知，在研究的弯曲半径内，天线传感器的辐射方向性和对称性保持良好，且增益高，展示出良好的宽带特性，以及形变后天线的稳定性。
为了验证本发明提供的小型化内置柔性天线传感器可以应用于电力设备局部放电检测，我们将本发明提出的天线传感器用于GIS局部放电模拟仿真平台上进行测试，实验加压至33.5kV，6pC放电量下时，从传感器检测到的单次局放信号如图13所示。从实验结果可以看出，柔性螺旋天线所测到的信号幅值为6.4mv，能够清晰检测到局放信号，信噪比较大，对局部放电信号和噪声信号具有良好的区别能力，能够满足GIS局部放电检测天线的内置需求。
本发明实施例提供的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器至少包括如下技术效果：
（1）本发明提供的小型化内置柔性天线传感器可以用于局部放电特高频检测，在局部放电特高频段内，柔性天线传感器与电力设备弧形结构共形后仍满足检测要求，可解决现有刚性基板天线无法与电力设备弧形结构共形的问题，提高了局部放电特高频检测应用的便捷性。
（2）本发明提供的小型化内置柔性天线传感器的阻抗匹配巴伦首次采用高间隙比的方式实现对天线的阻抗匹配。同时，高间隙比式巴伦在对天线进行阻抗匹配的同时可以与螺旋天线本体共面，极大的减小了天线直径和剖面高度，提高了内置天线传感器的实用性。
（3）本发明通过指数渐变式高间隙比巴伦降低阻抗，相对于采用恒定的间隙比，能够扩大使用范围，设计更加灵活。
（4）本发明中的指数渐变式高间隙比巴伦可采用多段逐步改变间隙比的方式，设计更加灵活，可满足更多的设计需求。
（5）本发明中的阿基米德平面螺旋天线通过正弦波加载的方式，实现天线本体在径向上的小型化，能够极大地减小天线本体的直径。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，包括：柔性基板、阿基米德平面螺旋天线、指数渐变式高间隙比巴伦和同轴接头；
所述阿基米德平面螺旋天线和所述指数渐变式高间隙比巴伦均设置在所述柔性基板的上方，且所述阿基米德平面螺旋天线和所述指数渐变式高间隙比巴伦共面；所述同轴接头设置在所述柔性基板的下方；
所述指数渐变式高间隙比巴伦的始端与所述同轴接头连接，所述指数渐变式高间隙比巴伦的终端与所述阿基米德平面螺旋天线的始端相连；
所述指数渐变式高间隙比巴伦为双臂结构，所述指数渐变式高间隙比巴伦采用指数渐 变线的形式逐步改变间隙比，所述间隙比定义为巴伦臂宽与巴伦两臂间隙之间的比值；所 述指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比的取值范围为
Figure 720333DEST_PATH_IMAGE001
，其中，t大于等于5；
所述小型化内置柔性天线传感器用于耦合电气设备局部放电辐射的特高频波段的电磁波信号。
2.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器， 其特征在于，所述指数渐变式高间隙比巴伦的间隙比的取值范围为
Figure 575157DEST_PATH_IMAGE002
。
3.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器， 其特征在于，所述指数渐变式高间隙比巴伦采用多段逐步改变间隙比的方式，所述指数渐 变式高间隙比巴伦包括第一段和第二段，所述第一段对应的间隙比的取值范围为
Figure 292577DEST_PATH_IMAGE003
，所述第二段对应的间隙比的取值范围为
Figure 953366DEST_PATH_IMAGE004
。
4.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述指数渐变式高间隙比巴伦的始端的宽度为3mm，所述指数渐变式高间隙比巴伦的终端的宽度为1mm。
5.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述阿基米德平面螺旋天线为双臂自互补结构，所述阿基米德平面螺旋天线包括位于内部的标准阿基米德螺旋结构和位于外部的正弦波加载螺旋结构。
6.根据权利要求5所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述阿基米德平面螺旋天线的总圈数为10.5圈，前6.5圈为所述标准阿基米德螺旋结构，后4圈为所述正弦波加载螺旋结构；所述阿基米德平面螺旋天线的宽度为1.5mm。
7.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述阿基米德平面螺旋天线的内径小于等于12.5mm，外径为75mm。
8.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述小型化内置柔性天线传感器的工作频段为610MHz~3GHz。
9.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述柔性基板采用聚酰亚胺制作而成，所述柔性基板的厚度为0.20~0.35mm。
10.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的小型化内置柔性天线传感器，其特征在于，所述同轴接头采用SMA接头。
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