一種斜立錐形單極子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)明屬于核電磁脈沖輻射模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種斜立錐形單極子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)研究和考核驗證試驗的必要手段。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，試驗區(qū)域由輻射體的輻射特性、脈沖源以及要求的輻射場強(qiáng)決定。
[0003]有界波模擬器，主要產(chǎn)生垂直極化的輻射場，試驗區(qū)域在輻射體的下方，試驗區(qū)的尺寸取決于線柵輻射體的尺寸，試驗區(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，試驗區(qū)域在輻射體的附近周圍，距天線越遠(yuǎn)，輻射場越小；水平偶極子模擬器，主要產(chǎn)生水平極化的輻射場，試驗區(qū)域在輻射體的側(cè)面和下方，輻射場的幅值隨著距離的增加而減??；復(fù)合模擬器，可以同時產(chǎn)生水平和垂直極化的輻射場，受地面影響，試驗區(qū)域在輻射體的下方一定高度的空間。
[0004]對大型平臺開展電磁脈沖試驗時，往往不便將被試平臺置于輻射體的試驗區(qū)域(如大型艦船通常只能位于輻射體的側(cè)面附近)，使得被試平臺的照射場較低，達(dá)不到預(yù)期的試驗要求。如果將被試的系統(tǒng)緊靠發(fā)射天線，則場均勻性又難以保證，同時也會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)明旨在解決垂直極化核電磁脈沖模擬器中大型單極子天線的寬頻特性、試驗區(qū)域輻射場強(qiáng)、重量和風(fēng)阻等問題。核電磁脈沖的頻譜寬，要求天線具有良好的寬頻帶特性，對幾十kHz至幾百MHz頻段的電磁波都能良好輻射；針對艦船、飛機(jī)等大型試驗?zāi)繕?biāo)，要求上百米范圍的試驗區(qū)域的場強(qiáng)幅值、場均勻性滿足試驗要求；同時，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)，而且有足夠的強(qiáng)度和可靠性。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線，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，在脈沖源電壓不變的情況下，提高試驗區(qū)域的脈沖場強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線，包括倒圓臺狀支架，倒圓臺狀支架的側(cè)圍均勻布設(shè)若干根輻射線纜，還包括非金屬支架，通過非金屬支架將倒圓臺狀支架傾斜固定，倒圓臺狀支架的中心軸線與豎直方向成18?22度角。
[0007]按上述技術(shù)方案，倒圓臺狀支架為鋁合金材料。
[0008]按上述技術(shù)方案，圓臺狀支架的上底直徑28?35m、下底直徑1.2?1.8m、中心高度40?45m。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述非金屬支架為玻璃鋼支撐架。
[0010]按上述技術(shù)方案，倒圓臺狀支架側(cè)圍的輻射線纜為橫截面積48?55mm2的多股鋁芯護(hù)套線，輻射線纜的數(shù)量為36?60。
[0011]按上述技術(shù)方案，倒圓臺狀支架由多個半徑逐漸變小的圓環(huán)形支撐架相互固定連接構(gòu)成，各圓環(huán)形支撐架的圓心均位于倒圓臺狀支架的中心軸線上。
[0012]按上述技術(shù)方案，倒圓臺狀支架由5個圓環(huán)形支撐架連接構(gòu)成，倒圓臺狀支架的上底面為第一圓環(huán)形支撐架，第一圓環(huán)形支撐架由外徑28?35m(由上底直徑確定)、20m、10m、4m、2m的同心圓環(huán)和12根徑向支撐架焊接而成，各同心圓環(huán)和徑向支撐架均為寬100mm、厚6mm的鋁合金材料板，外徑28?35m的圓環(huán)上均勻開設(shè)Φ 10的圓孔，圓孔的數(shù)量與輻射線纜的數(shù)量相等。
[0013]按上述技術(shù)方案，倒圓臺狀支架的下底面為第五圓環(huán)形支撐架，第五圓環(huán)形支撐架為鋁合金材料，第五圓環(huán)形支撐架的中心點與第一圓環(huán)形支撐架的中心點距離為40?45m，第五圓環(huán)形支撐架外徑為1.2?1.8m，內(nèi)徑為0.5?0.8m，厚度為18?25mm，邊沿焊接一圈厚15?20mm，寬80?100mm的裙邊，在裙邊的中心一圈均勾開設(shè)Φ 10的圓孔，圓孔的數(shù)量與輻射線纜的數(shù)量相等，第五圓環(huán)形支撐架上，在直徑0.9?1.5m的圓周上均勻分布至少8個圓孔用于與脈沖源的輸出電極固定。脈沖源的輸出電極與第五圓環(huán)形支撐架相連，保證底部饋電。
[0014]按上述技術(shù)方案，位于第一圓環(huán)形支撐架和第五圓環(huán)形支撐架之間的第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架均為鋁合金材料，第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架的中心點與第一圓環(huán)形支撐架的中心點距離分別為8?10m、18?20m、30?32m。第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架上對應(yīng)位置處分別均勻開設(shè)Φ 10的圓孔，圓孔的數(shù)量與輻射線纜的數(shù)量相等。為了減小重量和風(fēng)阻，以及安裝方便，選用內(nèi)部有支撐結(jié)構(gòu)的第一圓環(huán)支撐架至第五圓環(huán)支撐架。
[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，在脈沖源電壓不變的情況下，提高試驗區(qū)域的脈沖場強(qiáng)。首先，采用倒圓臺狀支架，倒圓臺狀支架的側(cè)圍布設(shè)若干根輻射線纜，通過非金屬支架將倒圓臺狀支架傾斜固定，形成斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線，使得單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。第二，斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線的錐體中心軸從豎直方向傾斜18?22度角結(jié)構(gòu)，在脈沖源輸出電壓不變的情況下明顯提升了試驗區(qū)域的輻射場強(qiáng)。第三，線狀結(jié)構(gòu)的輻射線纜，大幅減小了天線的重量和風(fēng)阻，同時也便于安裝，具有更好的環(huán)境適應(yīng)性。第四，采用非金屬支架支撐系統(tǒng)固定天線的第一圓環(huán)形支撐架、第五圓環(huán)形支撐架及其之間的第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架，使斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線的外形穩(wěn)定可靠，電氣性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0017]圖1是本發(fā)明實施例斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是第一圓環(huán)形支撐架的俯視圖；
[0019]圖3是第一圓環(huán)形支撐架側(cè)視的局部放大圖；
[0020]圖4為第五圓環(huán)形支撐架的俯視圖和側(cè)視圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線與直立錐形單極子天線在四種高度上距天線饋電點水平距離Y變化的峰值場強(qiáng)曲線對比。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明實施例中，提供一種斜立錐形單極子核電磁脈沖模擬器天線，包括倒圓臺狀支架，倒圓臺狀支架的側(cè)圍均勻布設(shè)若干根輻射線纜，還包括非金屬支架，通過非金屬支架將倒圓臺狀支架傾斜固定，倒圓臺狀支架的中心軸線與豎直方向成18?22度角。
[0024]進(jìn)一步地，倒圓臺狀支架為招合金材料。
[0025]本發(fā)明實施例中，進(jìn)一步地，圓臺狀支架的上底直徑28?35m、下底直徑1.2?
1.8m、中心高度40?45m。
[0026]本發(fā)明實施例中，進(jìn)一步地，所述非金屬支架為玻璃鋼支撐架。
[0027]本發(fā)明實施例中，進(jìn)一步地，倒圓臺狀支架側(cè)圍的福射線纜為橫截面積48?55mm2的多股鋁芯護(hù)套線，輻射線纜的數(shù)量為36?60。
[0028]進(jìn)一步地，倒圓臺狀支架由多個半徑逐漸變小的圓環(huán)形支撐架相互固定連接構(gòu)成，各圓環(huán)形支撐架的圓心均位于倒圓臺狀支架的中心軸線上。
[0029]進(jìn)一步地，倒圓臺狀支架由5個圓環(huán)形支撐架連接構(gòu)成，倒圓臺狀支架的上底面為第一圓環(huán)形支撐架，第一圓環(huán)形支撐架由外徑28?35m(由上底直徑確定)、20m、10m、4m、2m的同心圓環(huán)和12根徑向支撐架焊接而成，各同心圓環(huán)和徑向支撐架均為寬100mm、厚6mm的鋁合金材料板，外徑28?35m的圓環(huán)上均勻開設(shè)Φ 10的圓孔，圓孔的數(shù)量與輻射線纜的數(shù)量相等。
[0030]進(jìn)一步地，倒圓臺狀支架的下底面為第五圓環(huán)形支撐架，第五圓環(huán)形支撐架為鋁合金材料，第五圓環(huán)形支撐架的中心點與第一圓環(huán)形支撐架的中心點距離為40?45m，第五圓環(huán)形支撐架外徑為1.2?1.8m，內(nèi)徑為0.5?0.8m，厚度為18?25mm，邊沿焊接一圈厚15?20mm，寬80?100mm的裙邊，在裙邊的中心一圈均勾開設(shè)Φ 10的圓孔，圓孔的數(shù)量與輻射線纜的數(shù)量相等，第五圓環(huán)形支撐架上，在直徑0.9?1.5m的圓周上均勻分布至少8個圓孔用于與脈沖源的輸出電極固定。脈沖源的輸出電極與第五圓環(huán)形支撐架相連，保證底部饋電。
[0031]進(jìn)一步地，位于第一圓環(huán)形支撐架和第五圓環(huán)形支撐架之間的第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架均為鋁合金材料，第二圓環(huán)形支撐架、第三圓環(huán)形支撐架、第四圓環(huán)形支撐架的