CN217112694U - 一种无源射频雷电抑制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无源射频雷电抑制器，涉及雷电防护设备技术领域。它包括金属壳体、PCB板、SMA连接头、跳线、电容、电感和金属盖板，PCB板连接在金属壳体的内部，PCB板上设置有微带线，跳线的两端和电容的两端均与微带线相连接，电感的两端分别与微带线和PCB板的接地线相连接，金属壳体长度方向的两端各与一个SMA连接头相连接并形成输入端和输出端，无源射频雷电抑制器的雷电抑制性能优良，能够对后端射频电路实现良好保护，并且射频特性优良，能够实现低驻波、低插损的要求，同时能够实现低的相位噪声要求，此外，还满足恶劣环境要求，具有轻量化小体积的特点，具有高可靠性，能够延长设备使用寿命。

Description

一种无源射频雷电抑制器

技术领域

本实用新型涉及雷电防护设备技术领域，尤其是涉及一种无源射频雷电抑制器。

背景技术

雷电是自然界最严重的灾害之一。雷电形成的电压高达几百万伏，甚至几千万伏，电流高达几十万安培，其不可避免地会对电子设备造成损害。同时雷电也是自然界中一种常见的放电现象，飞机在飞行过程中如果遭受雷击会对电子电气系统产生干扰，严重时会影响飞行安全。特别是机载雷达、通信等系统，除自身通信要求不断提高，对雷电防护要求也不断提高。

目前常用的防护方案是在系统中的前端加入有抑制效果的防护器件。雷电抑制器就是雷达信号通路常用的雷电防护方法之一，可以有效的抑制雷电波产生的浪涌电压，能够有效保护后端电路，常用类型主要有气体放电管型、TVS管型和1/4波长导线型等抑制产品类型。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：雷电抑制器的目前常用类型主要有气体放电管型、TVS管型和1/4波长导线型。气体放电管型抑制器的优点是绝缘电阻大，寄生电容小，通信噪声干扰小，但由于其气体放电时间长，其灵敏度不高，气体放电管型无法满足使用要求。TVS管型抑制器的优点是灵敏度高，漏电流低，残压较低，但其结电容相对较大，通信干扰较大。单纯的1/4波长型雷电抑制器响应时间快，灵敏度高，雷电波抑制性能好，且易于调整工作频段，但目前一般的1/4波长型传输直接采用微带线路方式，对于相位噪声有严苛要求的产品不易完成。考虑机载设备指标要求，如果采用气体放电管的灵敏度低、瞬态抑制TVS管驻波相位高、单独1/4波长导线型都不能满足客户需要的宽频带使用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无源射频雷电抑制器，以解决现有技术中存在的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种无源射频雷电抑制器，包括金属壳体、PCB板、SMA连接头、跳线、电容、电感和金属盖板，所述PCB板连接在所述金属壳体的内部，所述PCB板上设置有微带线，所述跳线的两端和所述电容的两端均与所述微带线相连接，所述电感的两端分别与所述微带线和所述PCB板的接地线相连接，所述金属壳体长度方向的两端各与一个所述SMA连接头相连接并形成输入端和输出端，所述金属盖板与所述金属壳体的顶部相连接。

优选地，所述电感沿其长度方向分成连续的两节并形成L型的连接形状。

优选地，所述电感空心绕制。

优选地，所述微带线沿长度方向分为第一子段、第二子段和第三子段，所述跳线的两端分别与所述第一子段和所述第二子段相连接，所述电容的两端分别与所述第二子段和所述第三子段相连接，所述电感的两端分别与所述第一子段和所述PCB板的接地线相连接。

优选地，所述SMA连接头的外导体与所述金属壳体固定连接，所述SMA连接头的内导体与所述微带线固定连接。

优选地，所述PCB板的背面与所述金属壳体的底面相接触。

优选地，所述金属壳体上设置有固定部，所述金属壳体通过所述固定部与外部结构相连接。

优选地，所述金属壳体内部设置有若干个固定台，所述PCB板的外沿与若干个所述固定台的外表面以及所述金属壳体的内壁固定连接。

优选地，所述电感的主体与所述PCB板点胶固定。

优选地，所述金属壳体的外表面和所述金属盖板的外表面均设置有表面漆层。

本实用新型的有益效果为：1.雷电抑制性能优良，能够实现低残压要求，能够对后端射频电路实现良好保护；

2.射频特性优良，能够实现低驻波、低插损的要求，同时能够实现低的相位噪声要求；

3.满足恶劣环境要求，能够实现良好的电磁屏蔽效果；

4.轻量化小体积，满足机载使用重量轻、体积小的要求；

5.高可靠性，采用无源设计、最佳匹配设计以及反射加泄放的设计，使得整体内部元件不易老化，能够满足机载设备较长年限的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型隐藏了金属盖板后的俯视结构图；

图2是本实用新型的俯视结构图；

图3是本实用新型隐藏了金属盖板后的结构放大图；

图4是本实用新型的侧视结构图；

图中1、金属壳体；11、固定部；12、固定台；

2、PCB板；21、第一子段；22、第二子段；23、第三子段；

3、SMA连接头；4、跳线；5、电容；6、电感；7、金属盖板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1到图4,本实用新型提到了一种无源射频雷电抑制器，包括金属壳体1、PCB板2、SMA连接头3、跳线4、电容5、电感6和金属盖板7，PCB板2连接在金属壳体1的内部，PCB板2上设置有微带线，跳线4的两端和电容5的两端均与微带线相连接，电感6的两端分别与微带线和PCB板2的接地线相连接。

实际上，本实施例中微带线沿长度方向优选分成三段，即分为第一子段21、第二子段22和第三子段23，跳线4的两端分别与第一子段21和第二子段22相连接，电容5的两端分别与第二子段22和第三子段23相连接，电感6的两端分别与第一子段21和PCB板2的接地线相连接。

通过跳线4的使用，并且通过改变跳线4的U形端口宽度，可以解决器件容差和寄生参数带来的指标误差和相位噪声，降低了工艺难度和器件误差等级，提高了产品的一致性，保留了射频参数调节的灵活度，通过跳线4调节满足射频通路低损耗、低驻波的要求。

电感6能够进行雷电浪涌信号的泄放，保证输出端的残压、残流被抑制在较小范围。

金属壳体1长度方向的两端各与一个SMA连接头3相连接并形成输入端和输出端，SMA连接头3在对应输入端和输出端时的接头结构形式不相同,本实施例附图1中，靠左的为输入端，靠右的为输出端。

在上述结构都连接完毕后，金属盖板7与金属壳体1的顶部相连接，此处连接优选为焊接，形成全密封结构，实现良好的电磁屏蔽效果，同时满足恶劣环境条件下的使用要求。

无源射频雷电抑制器采用反射加泄放的设计技术，产品设计在频率1MHz处，约有40dB的抑制能力，呈低阻特性，有效降低雷电信号对后端器件的冲击。

无源射频雷电抑制器具有良好的雷电抑制性能，当遭受雷击时，器件能快速的使信号路到地之间的阻抗降低而导通，从而确保后面的电路元件免受瞬态、高能量干扰的冲击而损坏，对后端射频电路实现良好保护，除此之外，还具有良好的耐受性，一次性多次雷电测试后产品性能良好。

无源射频雷电抑制器具有射频功能，能够保障该器件在规定的工作频率范围内实现射频信号的高保真传输，通过电路与传输线的匹配设计，以实现低损耗、低驻波及低相位噪声和高的相位一致性要求。

无源射频雷电抑制器具有良好的兼容性，在保证功能性能的基础上，针对机载设备环境适应性、小体积和轻量化要求，进行了兼容性设计，满足产品的高可靠性要求。

无源射频雷电抑制器具有高可靠性，采用无源设计、最佳匹配设计以及反射加泄放的设计，使得整体内部元件不易老化，能够满足机载设备较长年限的使用寿命需求。

作为可选地实施方式，电感6沿其长度方向分成连续的两节并形成L型的连接形状，并且空心绕制，能够最大程度节省内部空间，同时减轻重量；

通过采用双节的电感6的形式，替代了单纯1/4波长短接线设计方式，实现了较低频段的雷电防护能力；

同时，L型的双节电感更加容易改变折弯角度，通过调节L型双节电感的折弯角度和改变跳线宽度，可解决器件容差和寄生参数带来的指标误差和相位噪声，降低了工艺难度和器件误差等级，提高了产品的一致性；

值得注意的是，本实施例还采用了整体性配合设计，可以只通过改变L型的双节电感的线圈匝数调整电感值，进而就能够调整频率范围的使用。

电感6的两端分别与微带线和PCB板2的接地线相连接，电感6的主体与PCB板2之间优选采用点胶固定的处理方式，将电感6的主体同样进行一定程度的固定，实现电感6的使用需求。

作为可选地实施方式，SMA连接头3的外导体与金属壳体1采用直接安装的连接方式，并且在直接安装后采用以焊接为主的固定方式，实现外导体与金属壳体1无缝连接；

SMA连接头3的内导体与微带线固定连接，此处固定连接优选为焊接，输入端的SMA连接头3与第一子段21相连接，输出端的SMA连接头3与第三子段23相连接；

通过采用SMA连接头3的外部直连和内腔焊接的连接方式，实现了输入和输出端的外导体都与结构体形成两级的接地方式，实现了结构连接中的电连续性同时也保证了可靠连接，保证雷电信号对地是低阻抗状态；

此外，金属壳体1内部采用镀银处理，从而能够实现金属壳体1与SMA外导体连接后的良好焊接，还能够有效避免SMA连接头3的电气连接部位承受过分的机械应力，以加固连接SMA并以此提升了连接的高可靠性。

作为可选地实施方式，金属壳体1上设置有固定部11，金属壳体1通过固定部11与外部结构相连接，固定部11优选为若干个安装孔，从而用于与外部结构之间的固定，使本实施例提到的无源射频雷电抑制器不仅能够独立使用，也能够做成其他外部结构的内置结构进行使用，丰富了设备的应用场景。

作为可选地实施方式，金属壳体1内部设置有若干个固定台12，相对于现有技术中较为厚实的底部结构，本实施例中金属壳体1的底部可以挖去更大的体积用于放置PCB板2，减轻重量，最大程度节省内部空间，PCB板2的外沿能够同时与若干个固定台12的外表面以及金属壳体1的内壁固定连接，此处固定连接优选为胶接，使固定牢固。

作为可选地实施方式，本实施例为了保证特性参数的较高一致性，使用PCB板2的电路连接线做微带线连接输入端口和输出端口，PCB板2的背面应尽可能的铺地，铺地即为PCB板2的背面与金属壳体1的底面相接触，同时需要合理安排地过孔，最大程度的降低地线阻抗；

除此之外，固定台12、PCB板2和SMA连接头3能够同时兼顾工艺操作空间和一体化配合，保证最大程度的配合与可操作性。

作为可选地实施方式，金属壳体1的外表面和金属盖板7的外表面均设置有表面漆层，在表面实现涂覆防护处理，以应对抑制器使用环境温度变化范围大、振动冲击较强的特点，同时能够满足低气压、盐雾、高湿度等特殊环境要求，满足恶劣环境条件下的使用要求。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无源射频雷电抑制器，其特征在于，包括金属壳体(1)、PCB板(2)、SMA连接头(3)、跳线(4)、电容(5)、电感(6)和金属盖板(7)，其中：所述PCB板(2)连接在所述金属壳体(1)的内部，所述PCB板(2)上设置有微带线，所述跳线(4)的两端和所述电容(5)的两端均与所述微带线相连接，所述电感(6)的两端分别与所述微带线和所述PCB板(2)的接地线相连接，所述金属壳体(1)长度方向的两端各与一个所述SMA连接头(3)相连接并形成输入端和输出端，所述金属盖板(7)与所述金属壳体(1)的顶部相连接。

2.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述电感(6)沿其长度方向分成连续的两节并形成L型的连接形状。

3.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述电感(6)空心绕制。

4.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述微带线沿长度方向分为第一子段(21)、第二子段(22)和第三子段(23)，所述跳线(4)的两端分别与所述第一子段(21)和所述第二子段(22)相连接，所述电容(5)的两端分别与所述第二子段(22)和所述第三子段(23)相连接，所述电感(6)的两端分别与所述第一子段(21)和所述PCB板(2)的接地线相连接。

5.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述SMA连接头(3)的外导体与所述金属壳体(1)固定连接，所述SMA连接头(3)的内导体与所述微带线固定连接。

6.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述PCB板(2)的背面与所述金属壳体(1)的底面相接触。

7.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述金属壳体(1)上设置有固定部(11)，所述金属壳体(1)通过所述固定部(11)与外部结构相连接。

8.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述金属壳体(1)内部设置有若干个固定台(12)，所述PCB板(2)的外沿与若干个所述固定台(12)的外表面以及所述金属壳体(1)的内壁固定连接。

9.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述电感(6)的主体与所述PCB板(2)点胶固定。

10.根据权利要求1所述的无源射频雷电抑制器，其特征在于：所述金属壳体(1)的外表面和所述金属盖板(7)的外表面均设置有表面漆层。

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