一种脉冲场强探头的振子更换结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种振子更换结构，特别是涉及一种脉冲场强探头的振子更换结构。
【背景技术】
[0002]实验室现有瞬态电磁环境测量天线由两部分组成:杆部分和电路部分。电路部分主要由场效应管放大器、小信号射频放大器以及由激光二极管和光电二极管组成的光电转换部分构成。天线存在一些需要进一步研究并加以改进的问题:1)杆天线部分到PCB板上的连接方式，目前采用的是焊接的，这种方式不利于更换杆天线，天线性能不能调整；2)电路部分的分压电容部分不能调整，天线的低频性能受到限制。
【发明内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可调整天线接收杆长度和分压电容的脉冲场强探头的振子更换结构。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种脉冲场强探头的振子更换结构，包括天线接收杆、天线基座、PCB电路板，其特征在于，天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，所述的PCB电路板位于金属屏蔽壳内，所述的天线基座和天线接收杆均竖直设置，所述的PCB电路板与天线基座相互垂直。
[0005]前述的一种脉冲场强探头的振子更换结构，所述的PCB电路板的负载电阻和电容分别为场效应管的等效输入电阻和输入电容。实际设计时根据所需的带宽选择场效应管的型号，其等效输入电阻和输入电容也就确定了，输入电阻的典型值500G Ω左右，输入电容在IpF?5pF之间。
[0006]所述的天线接收杆穿过金属屏蔽壳的表面，且天线接收杆与金属屏蔽壳的接触位置由绝缘垫圈密封。所述的PCB电路板和金属屏蔽壳内壁之间设置若干竖直的支撑柱。
[0007]所述天线基座两端有螺纹孔，PCB电路板上有孔，二者通过螺钉连接；天线接收杆下端有螺纹，并与天线基座通过螺纹连接。
[0008]所述的天线接收杆的长度可调整。
[0009]单极子天线感应到的脉冲电场信号经过天线传输到电路板上的信号处理芯片，金属屏蔽壳的作用有两个，一是可以作为单极子天线的地平面；二是金属屏蔽壳体可以保护有源信号处理部分的芯片不受脉冲电场的影响。
[0010]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，有利于更换杆天线，天线接收杆长度可调整，天线性能可灵活调整。
【附图说明】
[0011]图1为本发明脉冲场强探头的振子更换结构的装配结构示意图；
[0012]图2为不同负载R输出电压波形图；
[0013]图3为不同负载C输出电压波形图；
[0014]图4(a)为不同杆长输出波形图；
[0015]图4(b)为不同杆长输出波形放大图；
[0016]其中I天线接收杆，2绝缘垫圈，3天线基座，4PCB电路板，5支撑柱，6金属屏蔽壳。
【具体实施方式】
[0017]下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0018]根据图1，一种脉冲场强探头的振子更换结构，包括天线接收杆1、天线基座3、PCB电路板4，其特征在于，天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，所述的PCB电路板位于金属屏蔽壳6内，所述的天线基座和天线接收杆均竖直设置，所述的PCB电路板与天线基座相互垂直。所述的天线接收杆的长度可调整。
[0019]所述的PCB电路板的负载电阻和电容分别为场效应管的等效输入电阻和输入电容。
[0020]所述的天线接收杆穿过金属屏蔽壳的表面，且天线接收杆与金属屏蔽壳的接触位置由绝缘垫圈2密封。所述的PCB电路板和金属屏蔽壳内壁之间设置若干竖直的支撑柱5。
[0021]所述天线接收杆1、天线基座3采用金属制作，绝缘垫圈2采用聚四氟乙烯制作。所述天线接收杆I下端有螺纹，穿过绝缘垫圈2上的贯通孔与天线基座3上端的螺纹孔螺纹连接。所述天线基座3下端有螺纹孔，与PCB电路板4通过螺钉连接。
[0022]为了分析场强探头(即图1的整体结构)的时域传输特性，使用CST微波工作室对探头的结构进行建模并进行时域仿真分析。这里对于时域测量，主要关心的参数是，对于单极子天线端接不同负载特性(RC值不同)及不同杆长的情况下，探头对于脉冲信号的传输性能。
[0023]探头结构尺寸分别为:天线接收杆长h = 30mm，直径d = 2mm，金属屏蔽壳体积为10mmX 100mmX40mm，仿真模型如图2所示，探头的负载端设置为RC并联电路，即为信号传输电路的输入参数。关于时域仿真的信号选择，使用上升沿和下降沿都为1ns，持续时间60ns，脉宽为50ns的方波脉冲作为仿真的信号源进行仿真。
[0024]在杆长30mm，负载电容C = 20pF的情况下，随着负载电阻R从50 Ω增大到IM Ω，结果如图2 ;负载电阻R = 5006Ω,负载电容C分别为IpF和20pF的输出波形如图3，增大负载电阻R和负载电容C，都使输出电压波形的平顶降落变小，即探头的低频响应随着R和C的增大而提尚。
[0025]设置负载参数R= 500GQ，C = 20pF，改变单极子天线杆长，场强探头的输出电压波形对比如图4(a)所示，图4(b)是对脉冲前沿局部放大后的对比结果。从图中可以看出杆长h对方波脉冲的平顶下降并没有影响，平顶下降的参数与探头的低频性能相关，改变杆长对场强探头的低频性能影响不大；随着h的增大，输出方波的上升时间变化很小，同时观察脉冲平顶部分的振荡频率随着杆长的增大而减小了，从这方面说明输出波形中高频分量减少了，即场强探头的上限截止频率降低了。
[0026]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种脉冲场强探头的振子更换结构，包括天线接收杆、天线基座、PCB电路板，其特征在于，天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，所述的PCB电路板位于金属屏蔽壳内，所述的天线基座和天线接收杆均竖直设置，所述的PCB电路板与天线基座相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种脉冲场强探头的振子更换结构，其特征在于，所述的天线接收杆的长度可调整。3.根据权利要求1所述的一种脉冲场强探头的振子更换结构，其特征在于，所述的天线接收杆穿过金属屏蔽壳的表面，且天线接收杆与金属屏蔽壳的接触位置由绝缘垫圈密封。4.根据权利要求1所述的一种脉冲场强探头的振子更换结构，其特征在于，所述的PCB电路板和金属屏蔽壳内壁之间设置若干竖直的支撑柱。5.根据权利要求2所述的一种脉冲场强探头的振子更换结构，其特征在于，所述的PCB电路板的负载电阻和电容分别为场效应管的等效输入电阻和输入电容。
【专利摘要】本发明涉及一种振子更换结构，特别是涉及一种脉冲场强探头的振子更换结构，包括天线接收杆、天线基座、PCB电路板，其特征在于，天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，所述的PCB电路板位于金属屏蔽壳内，所述的天线基座和天线接收杆均竖直设置，所述的PCB电路板与天线基座相互垂直。与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：天线接收杆与天线基座可拆卸连接，天线基座与PCB电路板可拆卸连接，有利于更换杆天线，天线接收杆长度可调整，天线性能可灵活调整。
【IPC分类】H01Q1/12, H01Q23/00
【公开号】CN105161817
【申请号】CN201510632233
【发明人】嵇建飞, 周忠元, 袁宇波
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 东南大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月29日