一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于用于核电磁脉冲模拟器的辐射天线技术领域，尤其涉及一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线。
【背景技术】
[0002]模拟核电磁脉冲辐射是开展核电磁脉冲效应研究和考核验证试验的必要手段。由于核电磁脉冲的频谱宽，低频成分丰富，按照IEC标准规定的核电磁脉冲辐射波形，其频谱范围从数kHz至GHz，主要能量集中在300MHz以下，因此需要尺寸比较大的宽带天线进行福射。核电磁脉冲模拟器的辐射体有多种类型，常见的有有界波模拟器、垂直单极子模拟器、水平偶极子模拟器、复合模拟器等，不同类型的辐射体产生不同极化和分布方式的电磁脉冲辐射场，试验区域由辐射体的辐射特性决定。
[0003]有界波模拟器，主要产生垂直极化的辐射场，试验区域在辐射体的下方，试验区的尺寸取决于线栅辐射体的尺寸，试验区高度通常为线栅高度的1/3 ;垂直单极子模拟器，主要产生垂直极化的辐射场，试验区域在辐射体的附近周围，距天线越远，辐射场越小；水平偶极子模拟器，主要产生水平极化的辐射场，试验区域在辐射体的侧面和下方，辐射场的幅值随着距离的增加而减小；复合模拟器，可以同时产生水平和垂直极化的辐射场，受地面影响，试验区域在辐射体的下方一定高度的空间。
[0004]对大型平台开展电磁脉冲试验时，往往不便将被试平台置于辐射体的试验区域(如大型舰船通常只能位于辐射体的侧面附近)，使得被试平台的照射场较低，达不到预期的试验要求。如果将被试的系统紧靠发射天线，则场均匀性又难以保证，同时也会改变天线的阻抗特性，影响天线的正常辐射。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决水平极化核电磁脉冲模拟器中大型偶极子天线的宽频特性、试验区域辐射场均匀性、重量和风阻等问题。核电磁脉冲的频谱宽，要求天线具有良好的宽频带特性，对几十kHz至几百MHz频段的电磁波都能良好辐射；试验对象针对的是上百米尺寸的大型目标，要求上百米尺寸的大试验区域的场均匀性好；同时，由于天线尺寸大，又架设在露天开阔区域，要求天线具有较低的重量，较小的风阻，以便架设。针对以上问题，本发明提供一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线，具有更好的方向特性，提高试验区域的脉冲场强和场均匀性，同时具有较低的重量，较小的风阻。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线，包括圆弧状的笼形线辐射偶极子，还包括2个圆锥形馈电过渡段；笼形线辐射偶极子由2个对称设置的圆弧状的笼形线辐射臂组成，每个笼形线辐射臂包括若干个圆环形支架、若干条辐射线缆，各圆环形支架顺序固定，形成圆弧状的笼形线辐射臂的骨架，各辐射线缆沿骨架外缘均匀固定，各条辐射线缆的弯曲半径与笼形线辐射偶极子的弯曲半径相同；2个圆锥形馈电过渡段设置在2个笼形线辐射臂之间，2个圆锥形馈电过渡段对称设置，它们的底面分别与2个笼形线辐射臂的内侧一端固定连接，它们的锥顶之间不接触，2个圆锥形馈电过渡段的锥顶之间接入脉冲源。核电磁脉冲模拟源的输出电极分别与2个圆锥形馈电过渡段的锥顶相连。
[0007]按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段的底面直径与笼形线辐射臂的直径相等。
[0008]按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段为合金铝材料，圆锥形馈电过渡段的内部为空心结构，且没有底板。
[0009]按上述技术方案，笼形线辐射偶极子的弯曲半径为140?160m，每个笼形线辐射臂的圆弧长度为118?122m，直径为8.5?9.5m，每个笼形线辐射臂包括10?15个外径8.5?9.5m、内径8.0?9.0m的圆环形支架以及24?30根福射线缆，福射线缆为截面积48?55mm2的多股铝芯护套线。
[0010]按上述技术方案，每个圆环形支架内部固定米字型支架，圆环形支架和米字型支架均为合金铝板材。
[0011]按上述技术方案，2个圆锥形馈电过渡段的顶点之间的距离为0.5?lm。
[0012]按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段的壁厚12?15mm，其锥体高度为4.5?5m。
[0013]按上述技术方案，每个笼形线辐射臂中，每个圆环形支架的外缘均匀开设半圆形缺口，半圆形缺口的数量与每个笼形线辐射臂中辐射线缆的数量相等，通过U形固定件与半圆形缺口配合，将辐射线缆固定在圆环形支架的外缘。笼形线辐射偶极子两端的圆环形支架的边缘内侧，与半圆形缺口对应位置处，分别开设圆形孔，便于辐射线缆穿过后紧固；每个圆锥形馈电过渡段的底部边缘均匀设置圆孔，圆孔的数量与每个笼形线辐射臂内的辐射线缆的数量相同。每个笼形线辐射臂的辐线缆的一端通过接线端子固定在靠近该笼形线辐射臂的圆锥形馈电过渡段的底部边缘的圆孔上，辐射线缆的另一端固定在该笼形线辐射臂的最外侧圆环形支架(最远离圆锥形馈电过渡段的圆环形支架)上。配合U形固定件，将辐射线缆定位在每个半圆形缺口内，以保证辐射线缆均匀分布在圆环形支架的外周，形成笼形辐射体，U形固定件的材质为不锈钢材料，与圆环形支架的固定采用两个M8的不锈钢螺钉、螺母连接方式。
[0014]按上述技术方案，在每个圆环形支架内部的米字型支架中心打圆孔，每个笼形线辐射臂上相邻两个圆环形支架用钢缆穿过圆孔连接固定。紧靠圆锥形馈电过渡段的分别属于2个笼形线辐射臂的两个圆环形支架不相互连接。笼形线辐射偶极子的形状由各个圆环形支架的相对位置确定。
[0015]本发明产生的有益效果是:使大型核电磁脉冲模拟器的辐射天线具有更好的方向特性，提高试验区域的脉冲场强和场均匀性。首先，锥高4.5?5m的过渡段和由2个臂长118?122米、直径8.5?9.5m的笼形线辐射臂组成的笼形线辐射体，使得笼形线辐射偶极子具有良好的宽频带特性，能够有效地辐射核电磁脉冲模拟器的能量。其次，弯曲半径为140?160m的弧形结构笼形线辐射偶极子，改善了试验区域的辐射场均匀性，场强幅值也有所提升。第三，采用笼形线结构的辐射体，大幅减小了本发明水平极化核电磁脉冲模拟器天线的重量和风阻，同时也便于安装，具有更好的环境适应性。最后，圆弧形结构及其外沿对辐射线缆的固定方式，使笼形线辐射偶极子天线的外形稳定可靠，安装简单方便，电气性會 bilto
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0017]图1是本发明实施例水平极化核电磁脉冲模拟器天线的结构示意图；
[0018]图2是本发明实施例水平极化核电磁脉冲模拟器天线中圆环形支架的结构示意图；
[0019]图3是图2中圆环形支架上半圆形缺口与U形固定件的配合示意图；
[0020]图4是U形固定件的正视图；
[0021 ] 图5是U形固定件的侧视图；
[0022]图6是弯曲半径150m笼形线辐射偶极子天线与同样尺寸的直线偶极子天线在前方85m处的峰值场强曲线对比图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]本发明实施例中，提供一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线，包括整体轮廓为圆弧状的笼形线辐射偶极子，还包括2个圆锥形馈电过渡段；笼形线辐射偶极子由2个对称设置的圆弧状的笼形线辐射臂组成，每个笼形线辐射臂包括若干个圆环形支架、若干条辐射线缆，各圆环形支架顺序固定，形成圆弧状的笼形线辐射臂的骨架，各辐射线缆沿骨架外缘均匀固定，各条辐射线缆的弯曲半径与笼形线辐射偶极子的弯曲半径相同，与笼形线辐射臂的弯曲半径也相同。2个圆锥形馈电过渡段设置在2个笼形线辐射臂之间，2个圆锥形馈电过渡段对称设置，它们的底面分别与2个笼形线辐射臂的内侧一端固定连接，它们的锥顶之间不接触，2个圆锥形馈电过渡段的锥顶之间接入脉冲源。核电磁脉冲模拟源的输出电极分别与2个圆锥形馈电过渡段的锥顶相连。
[0025]进一步地，圆锥形馈电过渡段的底面直径与笼形线辐射臂的直径相等。
[0026]其中，圆锥形馈电过渡段为合金铝材料，圆锥形馈电过渡段的内部为空心结构，且没有底板。
[0027]本发明实施例中，进一步地，笼形线辐射偶极子的弯曲半径为140?160m，每个笼形线辐射臂的圆弧长度为118?122m，直径为8.5?9.5m，每个笼形线辐射臂包括10?15个外径8.5?9.5m、内径8.0?9.0m的圆环形支架以及24?30根福射线缆，福射线缆为截面积48?55mm2的多股铝芯护套线。
[0028]本发明实施例中，进一步地，每个圆环形支架内部固定米字型支架，圆环形支架和米字型支架均为合金铝板材。米字型支架的宽度为100mm，米字型支架和圆环形支架均为6mm厚的合金招板材，米字型支架的厚度为100mm，与圆环形支架的内沿交叉焊接连接，避免圆环变形。
[0029]本发明实施例中，进一步地，2个圆锥形馈电过渡段的顶点之间的距离为0.5?Im0