本实用新型专利技术公开了一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，包括介质基板，所述介质基板上表面设置半圆形辐射片，所述介质基板下表面设置半圆形接地片和微带巴伦，所述辐射片通过第一微带线与所述微带巴伦连接，所述接地片通过第二微带线与所述微带巴伦连接。本实用新型专利技术通过微带线与巴伦结构使得天线的频带展宽，在2.3GHz~3.6GHz频率范围内有良好的频率响应特性。而且由于微带巴伦的加入使得天线的特性阻抗为50欧姆，能够直接与后端电路匹配。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及高压电力设备局部放电检测
，具体涉及一种用于在GIS金属盆式绝缘子浇注孔处检测特高频电磁波信号的宽频带半圆形微带贴片天线。
技术介绍
特（超）高压设备技术复杂，其运行可靠性影响电网的安全运行，对保障国家能源安全具有重要意义。GIS是特（超）高压变电站的重要设备，是保证特高（超）压工程正常运行的基础，一旦故障可能导致特（超）高压线路（电网）解列甚至全停。此外，由于GIS故障进行非计划停电检修时，不仅需大量人力物力，还需较长的维修时间，这将带来巨大的经济损失，所以在GIS发生故障之前，如果能够检测并判断它的内部缺陷情况，显得尤为重要。特高频法是通过特高频传感器接收因GIS局部放电产生的电磁波信号，实现局部放电的检测。目前，市场上特高频传感器主要用于没有保护金属环的GIS盆式绝缘子处检测局部放电，但是近来年由于GIS设备中盆式绝缘子采用了金属带耐侯性防护技术，根据电磁波传播理论，电磁波经过一个缝隙或者孔时传播泄露的电磁波信号在频谱上发生了较大变化，泄露信号频谱特性与缝隙的大小具有密切关系，频率偏低的部分受到的衰减影响最大，以此现有特高频传感器无法检测。从GIS缝隙泄漏局部放电的频谱分析中可以看到，不同尺寸缝隙的泄漏频段也不一样，所以我们需要的不仅仅是宽频带的天线，应该是一个有针对性的合适频段的天线。用合适频段的天线可以更有效的测量到最真实的局部放电电磁波信号，用来分析绝缘中的放电特性。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，具有较好的宽频带特性能够用于特高频信号接收，采用微带传输线和三角形微带巴伦线实现阻抗匹配，能够使天线与后端电路实现良好的匹配。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，包括介质基板，所述介质基板上表面设置半圆形辐射片，所述介质基板下表面设置半圆形接地片和微带巴伦，所述辐射片通过第一微带线与所述微带巴伦连接，所述接地片通过第二微带线与所述微带巴伦连接。优选的，所述辐射片与所述接地片在与所述介质基板平行的平面内的投影相切并对称。优选的，所述介质基板的材质为环氧树脂纤维，其相对介电常数为。优选的，所述介质基板的厚度为1mm。优选的，所述辐射片与所述接地片的半径为16mm。优选的，所述第一微带线的长为25mm，宽为3mm。优选的，所述第二微带线的长为12mm，宽为3mm。优选的，所述微带巴伦上部为圆台纵截面结构，上端宽为3mm，高为10mm，下端宽为23mm，所述微带巴伦下部为矩形结构，高为3mm，宽为23mm。本技术使用半圆形金属贴片作为辐射片，辐射片通过微带传输线即微带线馈电，微带传输线的长、宽经过特别设计。在介质基板的另一面采用同样大小的一块半圆形金属贴片作为接地片，辐射片与接地片对称上下放置，即辐射片与接地片在与介质基板平行的平面内的投影相切并对称。接地片与微带巴伦通过微带传输线相连。通过微带线与微带巴伦设计能够使天线在相应频段实现阻抗匹配。另外微带巴伦的加入相当于在不对称的同轴线结构与天线间插入一个不平衡到平衡的转换器。即通过微带巴伦的合理设计能够将不平衡电流转换成平衡电流，保证了天线的性能。本技术通过微带线与巴伦结构使得天线的频带展宽，在2.3GHz~3.6GHz频率范围内有良好的频率响应特性。而且由于微带巴伦的加入使得天线的特性阻抗为50欧姆，能够直接与后端电路匹配。又由于微带巴伦结构的设计能够将不平衡电流转换成平衡电流，此微带天线可以使用同轴线直接馈电，避免了同轴内外导体的不对称性带来的天线上电流分布不对称使得天线不匹配的影响。附图说明下面结合附图对本技术作进一步描述：图1是本技术用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线的结构示意图；图2是本技术天线上表面的结构示意图；图3是本技术天线下表面的结构示意图；图4 是本技术HFSS仿真下的天线的回波损耗图；图5 是本技术HFSS仿真下的天线的驻波比图；图6 是本技术HFSS仿真下的天线的输入阻抗图；图7 是本技术天线三维立体增益方向图；图8 是本技术实物运行下的天线的回波损耗图；图9 是本技术实物运行下的天线的驻波比图；图10 是本技术实物运行下的天线的输入阻抗图。具体实施方式下面结合图1至图10对本技术技术方案进一步展示，具体实施方式如下：实施例一本实施例提供了一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，包括介质基板1，所述介质基板1上表面设置半圆形辐射片2，所述介质基板1下表面设置半圆形接地片3和微带巴伦5，所述辐射片2通过第一微带线4与所述微带巴伦5连接，所述接地片3通过第二微带线6与所述微带巴伦5连接。优选的，所述辐射片2与所述接地片3在与所述介质基板1平行的平面内的投影相切并对称。本技术使用半圆形金属贴片作为辐射片，辐射片通过微带传输线即微带线馈电，微带传输线的长、宽经过特别设计。在介质基板的另一面采用同样大小的一块半圆形金属贴片作为接地片，辐射片与接地片对称上下放置，即辐射片与接地片在与介质基板平行的平面内的投影相切并对称。接地片与微带巴伦通过微带传输线相连。通过微带线与微带巴伦设计能够使天线在相应频段实现阻抗匹配。另外微带巴伦的加入相当于在不对称的同轴线结构与天线间插入一个不平衡到平衡的转换器。即通过微带巴伦的合理设计能够将不平衡电流转换成平衡电流，保证了天线的性能。本技术通过微带线与巴伦结构使得天线的频带展宽，在2.3GHz~3.6GHz频率范围内有良好的频率响应特性。而且由于微带巴伦的加入使得天线的特性阻抗为50欧姆，能够直接与后端电路匹配。又由于微带巴伦结构的设计能够将不平衡电流转换成平衡电流，此微带天线可以使用同轴线直接馈电，避免了同轴内外导体的不对称性带来的天线上电流分布不对称使得天线不匹配的影响。实施例二如图1所述：本实施例提供了一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，包括介质基板1，所述介质基板1上表面设置半圆形辐射片2，所述介质基板1下表面设置半圆形接地片3和微带巴伦5，所述辐射片2通过第一微带线4与所述微带巴伦5连接，所述接地片3通过第二微带线6与所述微带巴伦5连接。所述辐射片2与所述接地片3在与所述介质基板1平行的平面内的投影相切并对称。本实施例半圆形微带天线采用66*48*1mm的FR4材料作为介质基板所述介质基板1的材质为环氧树脂纤维，其相对介电常数为。所述介质基板1的厚度为1mm。在介质基板的上下两面分别刻蚀两个对称的半圆形贴片天线。图1中介质片上面是辐射贴片与微带线相连，通过微带线馈电。图1中介质片下面是接地贴片与微带巴伦相连。微带线与同轴线内心相接，微带巴伦与同轴线外导体相接，这样能够将不平衡电流转换成平衡电流，实现阻抗匹配。图2和图3是对介质基板上下表面的具体结构进行展示:所述辐射片2与所述接地片3的半径为16mm。所述第一微带线4的长为25mm，宽为3mm。所述第二微带线6的长为12mm，宽为3mm。所述微带巴伦5上部为圆台纵截面结构，上端宽为3mm，高为10mm，下端宽为23mm，所述微带巴伦5下部为矩形结构，高为3mm，宽为23mm。图4是通过HFSS仿真得到的半圆形天线的回本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，其特征在于：包括介质基板，所述介质基板上表面设置半圆形辐射片，所述介质基板下表面设置半圆形接地片和微带巴伦，所述辐射片通过第一微带线与所述微带巴伦连接，所述接地片通过第二微带线与所述微带巴伦连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，其特征在于：包括介质基板，所述介质基板上表面设置半圆形辐射片，所述介质基板下表面设置半圆形接地片和微带巴伦，所述辐射片通过第一微带线与所述微带巴伦连接，所述接地片通过第二微带线与所述微带巴伦连接。2.如权利要求1所述的用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，其特征在于：所述辐射片与所述接地片在与所述介质基板平行的平面内的投影相切并对称。3.如权利要求1所述的用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，其特征在于：所述介质基板的材质为环氧树脂纤维，其相对介电常数为。4.如权利要求3所述的用于GIS金属盆浇注孔处的特高频微带天线，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵善俊，李璐，许东升，曲欣，王敏，张利，鲁永，赵胜男，牛田野，王校丹，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司检修公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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