一種水平極化核電磁脈沖模擬器天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于用于核電磁脈沖模擬器的輻射天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水平極化核電磁脈沖模擬器天線。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬核電磁脈沖輻射是開展核電磁脈沖效應(yīng)研究和考核驗(yàn)證試驗(yàn)的必要手段。由于核電磁脈沖的頻譜寬，低頻成分豐富，按照IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的核電磁脈沖輻射波形，其頻譜范圍從數(shù)kHz至GHz，主要能量集中在300MHz以下，因此需要尺寸比較大的寬帶天線進(jìn)行福射。核電磁脈沖模擬器的輻射體有多種類型，常見的有有界波模擬器、垂直單極子模擬器、水平偶極子模擬器、復(fù)合模擬器等，不同類型的輻射體產(chǎn)生不同極化和分布方式的電磁脈沖輻射場(chǎng)，試驗(yàn)區(qū)域由輻射體的輻射特性決定。
[0003]有界波模擬器，主要產(chǎn)生垂直極化的輻射場(chǎng)，試驗(yàn)區(qū)域在輻射體的下方，試驗(yàn)區(qū)的尺寸取決于線柵輻射體的尺寸，試驗(yàn)區(qū)高度通常為線柵高度的1/3 ;垂直單極子模擬器，主要產(chǎn)生垂直極化的輻射場(chǎng)，試驗(yàn)區(qū)域在輻射體的附近周圍，距天線越遠(yuǎn)，輻射場(chǎng)越??；水平偶極子模擬器，主要產(chǎn)生水平極化的輻射場(chǎng)，試驗(yàn)區(qū)域在輻射體的側(cè)面和下方，輻射場(chǎng)的幅值隨著距離的增加而減??；復(fù)合模擬器，可以同時(shí)產(chǎn)生水平和垂直極化的輻射場(chǎng)，受地面影響，試驗(yàn)區(qū)域在輻射體的下方一定高度的空間。
[0004]對(duì)大型平臺(tái)開展電磁脈沖試驗(yàn)時(shí)，往往不便將被試平臺(tái)置于輻射體的試驗(yàn)區(qū)域(如大型艦船通常只能位于輻射體的側(cè)面附近)，使得被試平臺(tái)的照射場(chǎng)較低，達(dá)不到預(yù)期的試驗(yàn)要求。如果將被試的系統(tǒng)緊靠發(fā)射天線，則場(chǎng)均勻性又難以保證，同時(shí)也會(huì)改變天線的阻抗特性，影響天線的正常輻射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決水平極化核電磁脈沖模擬器中大型偶極子天線的寬頻特性、試驗(yàn)區(qū)域輻射場(chǎng)均勻性、重量和風(fēng)阻等問(wèn)題。核電磁脈沖的頻譜寬，要求天線具有良好的寬頻帶特性，對(duì)幾十kHz至幾百M(fèi)Hz頻段的電磁波都能良好輻射；試驗(yàn)對(duì)象針對(duì)的是上百米尺寸的大型目標(biāo)，要求上百米尺寸的大試驗(yàn)區(qū)域的場(chǎng)均勻性好；同時(shí)，由于天線尺寸大，又架設(shè)在露天開闊區(qū)域，要求天線具有較低的重量，較小的風(fēng)阻，以便架設(shè)。針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種水平極化核電磁脈沖模擬器天線，具有更好的方向特性，提高試驗(yàn)區(qū)域的脈沖場(chǎng)強(qiáng)和場(chǎng)均勻性，同時(shí)具有較低的重量，較小的風(fēng)阻。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種水平極化核電磁脈沖模擬器天線，包括圓弧狀的籠形線輻射偶極子，還包括2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段；籠形線輻射偶極子由2個(gè)對(duì)稱設(shè)置的圓弧狀的籠形線輻射臂組成，每個(gè)籠形線輻射臂包括若干個(gè)圓環(huán)形支架、若干條輻射線纜，各圓環(huán)形支架順序固定，形成圓弧狀的籠形線輻射臂的骨架，各輻射線纜沿骨架外緣均勻固定，各條輻射線纜的彎曲半徑與籠形線輻射偶極子的彎曲半徑相同；2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段設(shè)置在2個(gè)籠形線輻射臂之間，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段對(duì)稱設(shè)置，它們的底面分別與2個(gè)籠形線輻射臂的內(nèi)側(cè)一端固定連接，它們的錐頂之間不接觸，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的錐頂之間接入脈沖源。核電磁脈沖模擬源的輸出電極分別與2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的錐頂相連。
[0007]按上述技術(shù)方案，圓錐形饋電過(guò)渡段的底面直徑與籠形線輻射臂的直徑相等。
[0008]按上述技術(shù)方案，圓錐形饋電過(guò)渡段為合金鋁材料，圓錐形饋電過(guò)渡段的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，且沒有底板。
[0009]按上述技術(shù)方案，籠形線輻射偶極子的彎曲半徑為140?160m，每個(gè)籠形線輻射臂的圓弧長(zhǎng)度為118?122m，直徑為8.5?9.5m，每個(gè)籠形線輻射臂包括10?15個(gè)外徑8.5?9.5m、內(nèi)徑8.0?9.0m的圓環(huán)形支架以及24?30根福射線纜，福射線纜為截面積48?55mm2的多股鋁芯護(hù)套線。
[0010]按上述技術(shù)方案，每個(gè)圓環(huán)形支架內(nèi)部固定米字型支架，圓環(huán)形支架和米字型支架均為合金鋁板材。
[0011]按上述技術(shù)方案，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的頂點(diǎn)之間的距離為0.5?lm。
[0012]按上述技術(shù)方案，圓錐形饋電過(guò)渡段的壁厚12?15mm，其錐體高度為4.5?5m。
[0013]按上述技術(shù)方案，每個(gè)籠形線輻射臂中，每個(gè)圓環(huán)形支架的外緣均勻開設(shè)半圓形缺口，半圓形缺口的數(shù)量與每個(gè)籠形線輻射臂中輻射線纜的數(shù)量相等，通過(guò)U形固定件與半圓形缺口配合，將輻射線纜固定在圓環(huán)形支架的外緣?；\形線輻射偶極子兩端的圓環(huán)形支架的邊緣內(nèi)側(cè)，與半圓形缺口對(duì)應(yīng)位置處，分別開設(shè)圓形孔，便于輻射線纜穿過(guò)后緊固；每個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的底部邊緣均勻設(shè)置圓孔，圓孔的數(shù)量與每個(gè)籠形線輻射臂內(nèi)的輻射線纜的數(shù)量相同。每個(gè)籠形線輻射臂的輻線纜的一端通過(guò)接線端子固定在靠近該籠形線輻射臂的圓錐形饋電過(guò)渡段的底部邊緣的圓孔上，輻射線纜的另一端固定在該籠形線輻射臂的最外側(cè)圓環(huán)形支架(最遠(yuǎn)離圓錐形饋電過(guò)渡段的圓環(huán)形支架)上。配合U形固定件，將輻射線纜定位在每個(gè)半圓形缺口內(nèi)，以保證輻射線纜均勻分布在圓環(huán)形支架的外周，形成籠形輻射體，U形固定件的材質(zhì)為不銹鋼材料，與圓環(huán)形支架的固定采用兩個(gè)M8的不銹鋼螺釘、螺母連接方式。
[0014]按上述技術(shù)方案，在每個(gè)圓環(huán)形支架內(nèi)部的米字型支架中心打圓孔，每個(gè)籠形線輻射臂上相鄰兩個(gè)圓環(huán)形支架用鋼纜穿過(guò)圓孔連接固定。緊靠圓錐形饋電過(guò)渡段的分別屬于2個(gè)籠形線輻射臂的兩個(gè)圓環(huán)形支架不相互連接。籠形線輻射偶極子的形狀由各個(gè)圓環(huán)形支架的相對(duì)位置確定。
[0015]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:使大型核電磁脈沖模擬器的輻射天線具有更好的方向特性，提高試驗(yàn)區(qū)域的脈沖場(chǎng)強(qiáng)和場(chǎng)均勻性。首先，錐高4.5?5m的過(guò)渡段和由2個(gè)臂長(zhǎng)118?122米、直徑8.5?9.5m的籠形線輻射臂組成的籠形線輻射體，使得籠形線輻射偶極子具有良好的寬頻帶特性，能夠有效地輻射核電磁脈沖模擬器的能量。其次，彎曲半徑為140?160m的弧形結(jié)構(gòu)籠形線輻射偶極子，改善了試驗(yàn)區(qū)域的輻射場(chǎng)均勻性，場(chǎng)強(qiáng)幅值也有所提升。第三，采用籠形線結(jié)構(gòu)的輻射體，大幅減小了本發(fā)明水平極化核電磁脈沖模擬器天線的重量和風(fēng)阻，同時(shí)也便于安裝，具有更好的環(huán)境適應(yīng)性。最后，圓弧形結(jié)構(gòu)及其外沿對(duì)輻射線纜的固定方式，使籠形線輻射偶極子天線的外形穩(wěn)定可靠，安裝簡(jiǎn)單方便，電氣性會(huì) bilto
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例水平極化核電磁脈沖模擬器天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例水平極化核電磁脈沖模擬器天線中圓環(huán)形支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是圖2中圓環(huán)形支架上半圓形缺口與U形固定件的配合示意圖；
[0020]圖4是U形固定件的正視圖；
[0021 ] 圖5是U形固定件的側(cè)視圖；
[0022]圖6是彎曲半徑150m籠形線輻射偶極子天線與同樣尺寸的直線偶極子天線在前方85m處的峰值場(chǎng)強(qiáng)曲線對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種水平極化核電磁脈沖模擬器天線，包括整體輪廓為圓弧狀的籠形線輻射偶極子，還包括2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段；籠形線輻射偶極子由2個(gè)對(duì)稱設(shè)置的圓弧狀的籠形線輻射臂組成，每個(gè)籠形線輻射臂包括若干個(gè)圓環(huán)形支架、若干條輻射線纜，各圓環(huán)形支架順序固定，形成圓弧狀的籠形線輻射臂的骨架，各輻射線纜沿骨架外緣均勻固定，各條輻射線纜的彎曲半徑與籠形線輻射偶極子的彎曲半徑相同，與籠形線輻射臂的彎曲半徑也相同。2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段設(shè)置在2個(gè)籠形線輻射臂之間，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段對(duì)稱設(shè)置，它們的底面分別與2個(gè)籠形線輻射臂的內(nèi)側(cè)一端固定連接，它們的錐頂之間不接觸，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的錐頂之間接入脈沖源。核電磁脈沖模擬源的輸出電極分別與2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的錐頂相連。
[0025]進(jìn)一步地，圓錐形饋電過(guò)渡段的底面直徑與籠形線輻射臂的直徑相等。
[0026]其中，圓錐形饋電過(guò)渡段為合金鋁材料，圓錐形饋電過(guò)渡段的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，且沒有底板。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，籠形線輻射偶極子的彎曲半徑為140?160m，每個(gè)籠形線輻射臂的圓弧長(zhǎng)度為118?122m，直徑為8.5?9.5m，每個(gè)籠形線輻射臂包括10?15個(gè)外徑8.5?9.5m、內(nèi)徑8.0?9.0m的圓環(huán)形支架以及24?30根福射線纜，福射線纜為截面積48?55mm2的多股鋁芯護(hù)套線。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，每個(gè)圓環(huán)形支架內(nèi)部固定米字型支架，圓環(huán)形支架和米字型支架均為合金鋁板材。米字型支架的寬度為100mm，米字型支架和圓環(huán)形支架均為6mm厚的合金招板材，米字型支架的厚度為100mm，與圓環(huán)形支架的內(nèi)沿交叉焊接連接，避免圓環(huán)變形。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，2個(gè)圓錐形饋電過(guò)渡段的頂點(diǎn)之間的距離為0.5?Im0