本技术涉及局部放电检测，具体涉及一种gis局部放电监测王冠型分形偶极子天线。
背景技术：
1、电力设备绝缘内部或表面缺陷致使原有电场发生畸变，产生局部高场强区。当局部区域的电场强度高于击穿场强时，该区域则会发生局部放电而其他区域仍保持绝缘特性，即发生了局部放电现象。
2、局部放电并未形成完整的放电通道，属于非贯穿性放电。通常情况下，可忽略局部放电对绝缘整体电气性能的影响，但若不及时采取措施，长期的局部放电会破坏绝缘结构，造成绝缘老化。绝缘失效区域由小变大，由局部扩大到整体，最终发展成贯穿性击穿或沿面闪络而引起突发性绝缘故障。因此，局部放电是电气设备绝缘劣化的诱因和征兆，对电力设备内局部放电现象进行在线监测，发现其内部早期绝缘缺陷，以便采取措施，避免突发性绝缘故障的发生，对确保电气设备乃至整个电力系统安全可靠运行具有十分重要的意义。
3、目前，检测局部放电现象的方法有很多，有特高频法、脉冲电流法、超声波法、化学监测法、光学监测法。其中，特高频法以其较高的灵敏度和较强的抗干扰能力使其在各类监测方法中脱颖而出。
4、利用特高频法监测局部放电的首要任务便是研制出合适的天线传感器，以接收局放特高频电磁波。特高频天线传感器按照形状和原理，大致可划分为螺旋天线、环形天线、vivaldi天线、微带单极子天线、分形天线、立体结构天线和bow-tie偶极子天线等。
5、尽管以往诸多学者设计了各种特高频天线，但这些天线在尺寸、带宽、下限截止频率和增益四个方面无法同时满足要求。例如，环形天线和微带单极子天线等窄带或多频带天线虽然满足尺寸要求，但其检测频段有限，导致大量特高频信号丢失，无法获取完整的局部放电信号。平面螺旋天线、立体结构天线和vivaldi天线虽然具有较宽的工作频段带宽，但尺寸或体积过大，不便于携带和现场安装。分形天线的增益较低，难以检测到微弱的特高频信号。bow-tie偶极子天线因其结构简单、宽频带及良好的时域辐射特性被广泛应用，但传统的三角形结构天线臂阻抗匹配困难，严重限制了bow-tie偶极子天线的带宽和时域特性。因此，需要设计一种尺寸小、频带宽、下限截止频率低且增益高的特高频天线传感器。
技术实现思路
1、针对现有技术不足，本实用新型解决的技术问题是一种gis局部放电监测王冠型分形偶极子天线，结合分形技术，实现了天线工作频带的拓宽以及尺寸的缩小，同时天线增益较高，具有良好的方向图带宽。
2、为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种gis局部放电监测王冠型分形偶极子天线，其特征在于：包括介质基板、馈电接头、偶极子板；所述偶极子板包括多个圆饼结构的第一偶极子板和第二偶极子板；所述第一偶极子板和第二偶极子板对称设置在介质基板表面；所述第一偶极子板和第二偶极子板的中心位置均设有方形槽，方形槽内嵌入圆形偶极子板，且可循环重复在偶极子板中心位置设置方形槽并嵌入圆形偶极子板的结构。
3、本方案产生的有益效果是：分形结构和对称设计能够增强天线对局部放电信号的接收能力，提高监测的灵敏度，有助于更准确地检测到微弱的放电信号，通过优化偶极子板的形状和嵌套结构，有效地拓宽了天线的工作频带，使其能够适应更广泛的局部放电频率范围；对称的结构和特殊的槽孔设计有助于改善天线的方向性，使天线能够更精准地定位局部放电的位置，在不降低性能的前提下减小了天线的物理尺寸，便于在gis设备内部有限的空间中安装和布置，优化的结构有助于减少外部干扰信号的影响，提高天线在复杂电磁环境下的抗干扰能力，从而更准确地获取局部放电信号。
4、进一步，所述第一偶极子板和第二偶极子板尺寸为re＝80mm，sf＝2mm，wf＝1mm，输入端口阻抗值亦为50ω，特定的尺寸能够优化天线的谐振频率。使天线在特定的频段内具有良好的响应，更好地适应gis局部放电监测所需要的频率范围，提高监测的准确性和可靠性，可以使能量更有效地辐射出去，增强天线的信号发射和接收能力，输入端口阻抗设为50ω，能够与大多数传输线和系统实现良好的阻抗匹配，减少信号反射和能量损失，提高信号传输的质量和效率。
5、进一步，所述取介质基板尺寸为162×80×1.6mm，介质基板材料相对介电常数为4.4，介质损耗角正切值为0.030的fr4-epoxy(环氧树脂)，使天线的辐射单元和馈电结构得以合理布局，从而优化天线的辐射特性和阻抗匹配，确保天线在工作频段内具有良好的性能，相对介电常数为4.4的fr4-epoxy材料有助于实现天线的小型化设计。在满足天线性能要求的前提下，可以减小天线的尺寸，使其更易于集成和安装在特定的设备中，介质损耗角正切值为0.030相对较小，能够有效降低信号在介质基板中的传输损耗，提高天线的辐射效率和增益，增强天线的信号接收和发射能力。
6、进一步，所述方形槽的对角线长度小于所在的第一偶极子板或第二偶极子板的直径，能够保证偶极子板的有效辐射面积，使天线能够更有效地辐射和接收电磁波，提高天线的增益和辐射效率，增强信号的强度和传输距离，有利于维持偶极子板上电流的均匀分布，从而优化天线的阻抗匹配，减少反射损耗，提高能量的传输效率，使天线在工作频段内具有更稳定和良好的性能，同时在特定方向上的辐射更强，提高对目标信号的定位和检测精度，特别适用于对方向性要求较高的局部放电监测应用。
7、进一步，所述方形槽的小于边长等于嵌套内偶极子板的直径，确保嵌套内偶极子板在方形槽内位置精确且稳固，避免了在使用过程中的晃动或位移，从而保证了天线性能的稳定性和一致性，尺寸匹配有助于实现更均匀、合理的电流流动，提高天线的辐射效率和增益，增强天线的信号发射和接收能力，在不影响性能的前提下，减小了天线的整体尺寸，有利于天线在有限空间内的安装和布局，特别适用于对空间要求较高的应用场景。
8、进一步，所述方形槽为正方形结构设置，有助于实现电场和磁场的均匀分布，从而提高天线的辐射效率和增益，使天线在各个方向上的辐射特性更加一致，增强了天线的稳定性和可靠性，正方形的形状在计算和模拟其对天线性能的影响时更加简单直观，便于进行优化设计；在制造环节，也更容易实现精确加工，降低了生产难度和成本。
9、进一步，所述馈电接头与第一偶极子板和第二偶极子板相切设置，相切的位置关系使馈入的电流能够沿着偶极子板更均匀地传播，减少电流的集中和突变，从而提高天线的辐射效率和增益，增强天线的信号发射和接收能力，合适的相切位置可以使天线的输入阻抗与传输线的特性阻抗更好地匹配，减少反射损耗，提高能量的传输效率，确保信号能够更有效地传输，均匀的电流分布使得天线在不同方向上的辐射更加一致，减少旁瓣和后瓣的辐射，提高天线的方向性和指向性，有利于更准确地接收和发送特定方向的信号。
10、进一步，所述第一偶极子板和第二偶极子板通过螺丝固定连接在介质基板上，偶极子板进行调整、更换或维修，螺丝固定可以方便地进行操作，降低了操作难度和成本；螺丝固定有利于控制固定力度，可以避免因过度固定而损坏介质基板或偶极子板，同时又能保证足够的连接强度，确保良好的电气接触。
11、进一步，所述方形槽内设置有圆形偶极子板，该圆形偶极子板与方形槽之间采用胶水粘连固定，避免了局部应力集中，减少了对天线结构的潜在损伤，有助于保持天线性能的稳定性，胶水可以填充偶极子板与方形槽之间的微小间隙，增强了连接的密封性，防止外界环境因素对天线性能产生不利影响。
12、进一步，所述方形槽四周设置有辐射环，能够增强天线的辐射性能，辐射环可以增加电流的路径，从而提高辐射效率，增强天线的发射和接收能力，使信号传输更加稳定和强大，使天线能够在更宽的频率范围内保持良好的性能，适应不同的通信需求和环境变化，可以优化天线的辐射方向图，减少旁瓣和后瓣的辐射，提高主瓣的方向性，增强信号的定向传输能力，设置辐射环还能提高天线的阻抗匹配性能。减少反射和损耗，使更多的能量能够有效地辐射出去，提高天线的整体效率