防雷保护器的制作方法

1.本实用新型涉及射频技术领域，特别涉及一种防雷保护器。


背景技术：

2.全球卫星导航系统广泛应用于军事、防灾及日常生活等环境中，通常使用带有信号放大器的卫星接收天线以接收微弱的卫星信号，为了防止天线遭受雷击，需要安装射频防雷保护器进行保护，并且信号放大器工作需要直流供电。传统的防雷保护器无法通直流，而且对射频信号衰减程度大。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种能够过直流且降低射频信号衰减的防雷保护器。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的防雷保护器包括壳体、接地件、防雷结构以及两个接头，所述壳体具有容纳腔；所述接地件设于所述容纳腔内；所述防雷结构包括设于所述容纳腔内的阻抗匹配元件和泄放组件，所述泄放组件的第一端与所述阻抗匹配元件连接，所述泄放组件的第二端与所述接地件连接；两个所述接头设于所述壳体，两个所述接头通过所述阻抗匹配元件电连接。
5.可选的，所述阻抗匹配元件包括两个连接段及至少一个设置于两个所述连接段之间的变形段，两个所述接头分别与两个所述连接段电连接。
6.可选的，所述变形段呈“u”形设置。
7.可选的，所述泄放组件包括可调线圈和泄放元件，所述可调线圈的一端与阻抗匹配元件连接，所述可调线圈的另一端与所述泄放元件的第一端连接，所述泄放元件的第二端与所述接地件连接。
8.可选的，所述变形段的数量为一个，所述可调线圈一端连接于其中一个所述连接段。
9.可选的，所述变形段的数量为两个，所述可调线圈一端焊接于两个所述变形段之间。
10.可选的，所述泄放元件为tvs或压敏电阻或放电管。
11.可选的，当所述泄放元件为tvs时，所述泄放元件包括接地电极、连接电极及夹设于所述接地电极、连接电极之间的半导体晶圆，所述连接电极与所述可调线圈连接，所述接地电极与所述接地件连接。
12.可选的，所述接地电极设有压接孔，所述接地件穿设于所述压接孔，以将所述接地电极固定于所述壳体。
13.可选的，当所述泄放元件为压敏电阻或放电管时，所述泄放元件上并联有旁路电容。
14.本实用新型的技术方案，阻抗匹配元件能够通过直流，两个接头通过阻抗匹配元
件电连接，以使防雷保护器能够过直流；阻抗匹配元件用于匹配阻抗，以降低防雷保护器对射频信号的衰减。
附图说明
15.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示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本实用新型防雷保护器一实施例的分拆结构示意图；
17.图2为图1中阻抗匹配元件的结构示意图；
18.图3为图1中泄放元件的结构示意图；
19.图4为本实用新型防雷保护器一实施例的电路图；
20.图5为本实用新型防雷保护器另一实施例的电路图；
21.图6为本实用新型防雷保护器又一实施例的电路图；
22.图7为本实用新型防雷保护器再一实施例的电路图。
23.附图标号说明：
[0024][0025][0026]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0030]
本实用新型提出一种防雷保护器100。
[0031]
在本实用新型实施例中，如图1-图7所示，该防雷保护器100包括壳体10、接地件12、防雷结构20以及两个接头30，所述壳体10具有容纳腔11；所述接地件12设于所述容纳腔11内；所述防雷结构20包括设于所述容纳腔11内的阻抗匹配元件21和泄放组件22，所述泄放组件22的第一端与所述阻抗匹配元件21连接，所述泄放组件22的第二端与所述接地件12连接；两个所述接头30设于所述壳体10，两个所述接头30通过所述阻抗匹配元件21电连接。
[0032]
具体而言，壳体10为铝制，成本低廉，并且呈立方体状设置，内部设有容纳腔11，用于容纳并保护设置于其内部的防雷结构20及接地件12。接头30用于连接天线端或设备端，即两个接头30，其中一个连接天线端，另一个连接设备端。防雷结构20用于将通入防雷保护器100的雷电流泄放，以保护射频天线设备，从而有效避免射频天线设备遭雷击损坏。
[0033]
可以理解的是，在正常工作电压(天线的放大器的工作电压为3-5伏)下，泄放组件22的阻值接近无穷大，此时防雷保护器100视作对地绝缘。因此在正常工作状态下，电流从设备端依次通过与设备端连接的接头30、阻抗匹配元件21以及与天线端连通的接头30传输至天线端，以向天线端输出驱动电流。射频信号从天线端依次通过与天线端连通的接头30、阻抗匹配元件21以及与设备端连接的接头30传输至设备端，以接收卫星信号。而雷电的电压很大，在通入雷电流后，泄放组件22的阻值趋近于零，此时防雷保护器100视作对地导通，雷电流通过泄放组件22从接地件12泄放入地。
[0034]
本实用新型提供的防雷保护器100采用壳体10结构，将防雷结构20设置在壳体10的容纳腔11内，从而使得防雷保护器100的防水等级达到ip67，可直接安装在户外。本实用新型的防雷保护器100的参数可以达到驻波比《1.1：1，插入损耗《0.1db，雷电流泄放能力18ka，剩余能量小于170nj。同时，防雷保护器100的特性阻抗为50欧姆。可选地，防雷保护器100的接头30采用7/16头或者n型头或者sma头或者f型头或者4.3-10头。在本实施例中，两个接头30，其中一个为n型母头，另一个为sma母头。
[0035]
本实用新型的技术方案，阻抗匹配元件21能够通过直流，两个接头30通过阻抗匹配元件21电连接，以使防雷保护器100能够过直流；阻抗匹配元件21用于匹配阻抗，以降低
防雷保护器100对射频信号的衰减。
[0036]
在一实施例中，如图2所示，所述阻抗匹配元件21包括两个连接段211及至少一个设置于两个所述连接段211之间的变形段212，两个所述接头30分别与两个所述连接段211电连接。具体地，连接段211呈片状设置，易于与接头30或泄放组件22连接。不同形状的变形段212对应的分布参数不同，通过调节变形段212的形状以调节防雷保护器100分布参数(插入损耗、回波损耗以及剩余能量)，从而满足防雷保护器100的50欧姆的特性阻抗。
[0037]
进一步的，如图2所示，所述变形段212呈“u”形设置。具体地，在本实施例中，因卫星接收天线的工作频段为1.2ghz-1.6ghz，变形段212呈“u”形设置以对应该频段的射频信号。可以理解的是，在其他实施例中，变形段212可以为其他形状以匹配不同频段的射频信号。
[0038]
在一实施例中，如图1所示，所述泄放组件22包括可调线圈221和泄放元件222，所述可调线圈221的一端与阻抗匹配元件21连接，所述可调线圈221的另一端与所述泄放元件222的第一端连接，所述泄放元件222的第二端与所述接地件12连接。
[0039]
具体地，可调线圈221用于调节防雷保护器100的分布参数，可调线圈221采用14awg或者16awg的单股铜导线绕制，除两头焊接点外，其余部分均由绝缘漆包裹。可调线圈221的绕制匝数、外径、线径均与需要调制的分布参数相关。泄放元件222在正常工作电压下的电阻趋近于无穷大；当出现雷电过电压时，泄放元件222的阻值趋近于零，雷电流通过泄放元件222、接地件12泄放入地。
[0040]
在一实施例中，如图4、图6及图7所示，所述变形段212的数量为一个，所述可调线圈221一端连接于其中一个所述连接段211。具体地，在本实施例中，防雷保护器100是单向保护的，可调线圈221焊接于与天线端连接的连接段211上，因此在连接防雷保护器100时，天线端连接于与可调线圈221焊接的接头30。
[0041]
在一实施例中，如图5所示，所述变形段212的数量为两个，所述可调线圈221一端焊接于两个所述变形段212之间。具体地，可调线圈221焊接于两个变形段212的连接处，使防雷保护器100为双向保护，即在连接防雷保护器100时，不需要区分接头30用于连接天线端还是设备端。
[0042]
在一实施例中，如图3-图5所示，所述泄放元件222为tvs，所述泄放元件222包括接地电极223、连接电极224及夹设于所述接地电极223、连接电极224之间的半导体晶圆225，所述连接电极224与所述可调线圈221连接，所述接地电极223与所述接地件12连接。
[0043]
具体地，主通路(阻抗匹配元件21两端分别连接于两个接头30)的正常工作电压小于tvs的反向击穿电压，因此在正常工作时，主通路和泄放组件22对地绝缘，当出现雷电过电压时，主通路中的电压会远高于正常工作电压，使得tvs反向击穿，此时tvs会从绝缘状态变成导通状态，以泄放雷电流入地。连接电极224和接地电极223均为金属铜镀镍电极，在本实施例中，连接电极224呈方形片状设置，接地电极223呈半圆形片状设置。可以理解的是，在其他实施例中，连接电极224、接地电极223可以为其他形状设置，在此不做过多限定。可选地，当一个tvs无法满足电压要求时，可以串联多个tvs。
[0044]
进一步的，如图3所示，所述接地电极223设有压接孔226，所述接地件12穿设于所述压接孔226，以将所述接地电极223固定于所述壳体10。具体地，接地件12为接地螺栓，接地螺栓穿过压接孔226将接地电极223紧固至壳体10的容纳腔11底部，并通过壳体10将雷电
流泄放入地。
[0045]
在另一实施例中，如图6和图7所示，所述泄放元件222为压敏电阻(mov)或放电管(gdt)。具体地，压敏电阻与放电管同tvs相同，均具有在电压达到阈值时，会由原本的趋近于无穷大的阻值转变为趋近于零的阻值，因此使用压敏电阻或放电管作为泄放元件222的原理与上述实施例中关于tvs的原理相同，在此不再赘述。进一步的，所述泄放元件222上并联有旁路电容227，压敏电阻或放电管本身具有较高的寄生电容，并联设置的旁路电容227的电容值要小于压敏电阻或放电管本身的寄生电容。
[0046]
在一实施例中，如图1所示，所述壳体10包括主体13及盖板14，所述主体13具有所述容纳腔11，所述主体13开设有连通所述容纳腔11的安装口111；所述盖板14可拆卸地盖合于所述安装口111；两个所述接头30的一端贯穿所述主体13伸入所述容腔内，并与所述阻抗匹配元件21连接。
[0047]
具体地，通过将壳体10设置为主体13和盖板14两部分，利用盖板14可拆卸地盖合于主体13的安装口111，以方便防雷结构20和接地件12通过安装口111安装于主体13的容腔内，并通过盖板14实现密封安装，提高防雷保护器100的使用便利性。同时，在防雷结构20出现问题或需要调节更换时，还可通过拆下盖板14即可实现检修或更换等操作，同时有效提高生产的良率。
[0048]
进一步的，如图1所示，所述主体13上围绕所述安装口111设有多个螺孔131，盖板14上设有多个对应所述螺孔131位置的通孔141，通过螺丝17穿过所述通孔141并与所述螺孔131连接，以将所述盖板14盖设于所述安装口111上。
[0049]
在一实施例中，如图1所示，所述主体13的相对两侧均开设有连通所述容纳腔11的安装孔112，两个所述接头30分别为第一接头31和第二接头32，所述第一接头31的一端穿设于一所述安装孔112内，并与所述阻抗匹配元件21一端连接，所述第二接头32的一端穿设于另一所述安装孔112内，并与所述阻抗匹配元件21另一端连接。
[0050]
具体地，第一接头31的一端与天线端连接，另一端穿设于一安装孔112内，并伸入容纳腔11内与阻抗匹配元件21的一连接段211连接，第二接头32的一端与设备端连接，另一端穿设于另一安装孔112内，并伸入容纳腔11内与阻抗匹配元件21的另一连接段211连接。第一接头31和第二接头32的一端均设有触头33，第一接头31和第二接头32均通过触头33与阻抗匹配元件21的连接段211焊接。
[0051]
在一实施例中，如图1所示，所述主体13环绕所述安装口111设有第一凹槽132，所述防雷保护器100还包括第一密封圈15，所述第一密封圈15容纳并限位于所述第一凹槽132内，且与所述盖板14抵接。
[0052]
具体地，通过在安装口111的周缘设置环形第一凹槽132，利用第一密封圈15容纳并限位于第一凹槽132内，当盖板14盖合安装口111时，第一密封圈15与盖板14密封抵接，从而提高安装口111处的密封性，使得防雷保护器100具有良好的防水性能。
[0053]
在一实施例中，如图1所示，所述主体13环绕每一安装孔112设有第二凹槽133，所述防雷保护器100还包括两个第二密封圈16，每一所述第二密封圈16容纳并限位于每一所述第二凹槽133内，且与所述第一接头31或所述第二接头32抵接，满足防水性能。
[0054]
具体地，通过在安装孔112的周缘设置环形第二凹槽133，利用第二密封圈16容纳并限位于第二凹槽133内，当第一接头31或第二接头32穿设于安装孔112内时，第二密封圈
16与第一接头31或第二接头32实现密封抵接，从而提高安装孔112处的密封性，使得防雷保护器100具有良好的防水性能。
[0055]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。