本发明专利技术公开了一种用于天线端口的防雷装置，包括输入级、隔离级和输出级，三级连接在一起构成π型结构，其特征在于，输入级和输出级由浪涌防护器件和电感并联组成，隔离级由电感和电容串联组成。所述的输入级，包括通流能力很强的氧化锌压敏电阻、电感和微调电容，构成并联谐振电路，谐振频率等于天线的通信频率。所述的输出级，包括响应速度快的瞬变电压抑制二极管、电感和微调电容，构成并联谐振电路，谐振频率等于天线的通信频率。所述的隔离级，包括电感和电容，串联构成串联谐振电路，谐振频率等于天线的通信频率。利用匹配和滤波设计技术，将浪涌防护器件的等效电容合理配置到网络中，既能得到很好的防雷效果，又不影响天线工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型天线端口防雷装置，特别是一种用于无线发射和接收的天线端口防雷装置。
技术介绍
闪电是雷暴云中的电荷放电，是非常强的自然界电流。强大的雷电流如果击中无线电通信天线，会直接烧毁通信设备。甚至在天线附近的闪电引起的雷电电磁脉冲也能破坏天线设备。因此非常有必要在通信天线的端口安装一种雷电防护装置，再与大地连接，将雷电流或雷电电磁脉冲泄放到大地，从而保护通信设备。目前的雷电防护装置防护方法是在天线端口加装浪涌保护器（SPD），如气体放电管、氧化锌压敏电阻（MOV）、瞬变电压抑制二极管(TVS)等，对雷电产生的过电压/过电流进行泄放。但是这些SPD器件本身有电容效应，有的等效电容还比较大，比如MOV、TVS的等效电容达几百皮法以上。对于高频通信的天线来说，这些SPD器件虽然能对雷电起到防护作用，但其等效电容会产生很大的插入损耗，严重影响无线电通信。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前无线发射和接收的天线端口防雷装置中所存在的问题和不足，设计一种既能有效泄放雷电引起的过电压/过电流，又不影响正常通信的天线端口防雷装置。利用匹配和滤波设计技术，将SPD的等效电容合理配置到天线网络中，可以很好地减小SPD等效电容的影响，同时对雷电低频信号起到滤波作用，提高防雷效果。整个天线端口SPD防雷电网络为π型结构，π型防雷网络的三级分别为：输入级的MOV压敏电阻、隔离级电感和输出级TVS瞬变电压抑制二极管。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：输入级包括MOV压敏电阻、电感和微调电容。MOV压敏电阻起到大电流泄放和过电压箝位作用。MOV压敏电阻的等效电容与电感组成并联谐振电路，谐振频率为天线的工作频率，使其不影响天线正常工作。所述的电感由粗导线制作。调整微调电容起到谐振频率微调的作用，便于精确调整输入级的谐振频率。隔离级由电感起隔离作用，并与可调电容串联构成串联谐振电路，使其不影响天线正常工作。所述的电感由粗导线制作。调整可调电容使串联谐振频率等于天线的工作频率。输出级包括对浪涌响应速度快的TVS瞬变电压抑制二极管、电感和微调电容。TVS瞬变电压抑制二极管进一步泄放残余的过电流/电压。TVS瞬变电压抑制二极管的等效电容与电感组成并联谐振电路，谐振频率为天线工作频率，使其不影响天线正常工作。所述的电感由粗导线制作。调整微调电容起到谐振频率微调作用，便于精确调整输出级谐振频率。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、整个雷电防护装置由π型结构三级构成，分级防护，防护效果好。2、利用天线的匹配和滤波设计技术，将SPD的等效电容合理配置到天线网络中，可以很好地减小SPD等效电容的影响，不影响天线的正常工作。3、输入级和输出级的电感由导线实现，也具有很好的雷电流旁路功能，提高防雷效果。4、每一级都有调整LC网络谐振频率的可调电容，使其谐振频率精确等于天线的工作频率，不影响天线正常工作。附图说明图1是本专利技术的新型天线端口防雷装置原理示意图。具体实施方式以下结合附图，详细说明本专利技术的实施方式。结合图1，1为露天天线，有可能遭受雷击，引入雷电电流。2为氧化锌压敏电阻，当天线引入雷电电流时，表现为很低的电阻值，泄放雷电电流，通流能力很强。正常通信时氧化锌压敏电阻2有等效电容CMOV约几百皮法，对高频的通信信号起旁路作用，引起很大的插入损耗。为了抵消2这种不良影响，引入由粗导线制作的电感3，电感值为LP1。调整导线的长短，使LP1与CMOV构成天线匹配滤波电路，形成并联谐振，谐振频率等于天线的通信频率。4是微调电容，电容值为CP1，为中心频率微调电容，使并联谐振频率精确等于天线的通信频率。2、3、4构成整个防护装置的输入级，有很强的通流能力，对雷电流进行泄放，而且不影响天线的正常通信。结合图1，5是由粗导线制作的隔离电感，电感值为LS，起到隔离输入级与输出级的作用。为了克服电感5对通信信号的衰减，串联一个可调电容6，电容值为CS。电感5与电容6发生串联谐振，谐振频率等于天线通信频率。电感5与电容6构成输入级与输出级之间的隔离级。结合图1，7为瞬变电压抑制二极管，对经过输入级和隔离级后的残余过电压/电流进一步泄放，对通信设备做最后的保护。瞬变电压抑制二极管7的等效电容为CTVS，对高频的通信信号也起旁路作用，同样引起很大的插入损耗。为了抵消7这种不良影响，引入由粗导线制作的电感8，电感值为LP2。调整导线的长短，使LP2与CTVS形成并联谐振，谐振频率等于天线的通信频率。9是微调电容，电容值为CP2，为中心频率微调电容，通过调整可使并联谐振频率精确等于天线的通信频率。10是通信设备的等效输入电阻，电阻值为R0，与天线的等效电阻值相等。7、8、9构成整个防护装置的输出级，对雷电电磁脉冲做最后一级防护，而且不影响天线的正常通信。设计时，主要是设计LP1、LP2、LS和CS等参数。设计公式如式（1）至式（4）。 （1） （2） （3） （4）式（1）至式（4）中R0为天线的匹配电阻，一般为50Ω，fH和fL分别为信号上限、下限截止频率，LS和CS为串联谐振电感和电容的设计值，LP和CP为并联谐振电感和电容的设计值。按式（1）至式（4）的参数设计有时不好实现，可根据实际情况，以及压敏电阻的等效电容CMOV和瞬变电压抑制二极管的等效电容CTVS适当调整，只要能保证传输的信号能顺利通过即可。调整过程是，先测量CMOV和CTVS，根据信号中心频率公式（5）来调整电感。 (5)如果按式（2）计算的CS太小，可适当增大，再根据信号中心频率公式（6）调整串联在隔离级的隔离电感LS 。 (6)可用粗铜线制作电感，参考公式（7）来设计。 (7)式（7）中的L为铜线电感，l为铜线长度，r 为铜线半径，μ周围介质磁导率。根据设计的滤波匹配网络实际制作时可能有偏差，因此要调整网络中的可调电容。调整方法是，利用网络分析仪逐级分别调整，然后再级联成完整的滤波匹配防护网络。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于天线端口的防雷装置，包括输入级、隔离级和输出级，三级连接在一起构成π型结构，其特征在于，输入级和输出级由浪涌防护器件和电感并联组成，隔离级由电感和电容串联组成。
【技术特征摘要】
1.一种用于天线端口的防雷装置，包括输入级、隔离级和输出级，三级连接在一起构成π型结构，其特征在于，输入级和输出级由浪涌防护器件和电感并联组成，隔离级由电感和电容串联组成。
2.根据权利要求1，所述的输入级，其特征在于，包括通流能力很强的氧化锌压敏电阻、电感和微调电容，构成并联谐振电路，谐振频率等于天线的通信频率；所述的电感由粗导线构成。
3.根据权利要求2，其特征在于，输入级单独用网络分析仪测试，同时通过调整微调电容，使输入级的并联谐振频率精确等于天线的通信频率。
4.根据权利要求1，所述的输出级，其特征在于，包括响应速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李炎新，高成，苏丽媛，郭飞，邱实，江志东，石立华，陆峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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