一种电磁矢量传感器和电磁信号感应设备制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁矢量传感器和电磁信号感应设备，本发明专利技术将三根偶极子天线和三个磁环天线分别进行正交设置，且将偶极子天线中心和磁环天线圆心共点设置，可在实现三维电场分量和三维磁场分量同时探测的基础上，达到降低电磁矢量传感器尺寸的效果；本发明专利技术在三个正交设置的磁环天线的各交叉点位置处设置绝缘固定块，可实现磁环天线之间，偶极子天线和磁环天线之间的电绝缘；本发明专利技术每一磁环天线还通过设置至少两个平行且共对称轴设置的磁环，可提高信号接收性能，以及在进行电磁矢量传感器设计时，使得各个磁环天线与底座接触的端点形成的拟合圆的直径小于底座的直径，并将三端匹配器设置在拟合圆范围内，可进一步降低电磁矢量传感器的尺寸。量传感器的尺寸。量传感器的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁矢量传感器和电磁信号感应设备


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种电磁矢量传感器和电磁信号感应设备。

技术介绍

[0002]完整的平面电磁波包含电场信息和磁场信息在内的六维笛卡尔场分量。理想的垂直偶极子只能检测垂直电场，而理想的水平环路只能响应垂直磁场。为了能够获得电磁信号的全部或部分信息，就需要同时进行三维电磁矢量探测和三维电场矢量探测。
[0003]目前，对三维电磁矢量和三维电场矢量同时进行探测方法包括：分别架设用于对三维电磁矢量和三维电场矢量进行探测的天线，或者采用现有的电磁矢量传感器进行探测，然而采用分别架设天线的方式会导致装置体积过大，另外现有的电磁矢量传感器电磁隔离度较差、接收信号性能一般，并且也存在体积过大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提供一种电磁矢量传感器，该电磁矢量传感器能够有效提高信号接收性能和电磁隔离度，并具有尺寸小的特点。
[0005]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种电磁矢量传感器，包括：三根正交设置的偶极子天线和三个正交设置的磁环天线；绝缘固定块，设置在三个正交设置的所述磁环天线的各交叉点位置，所述绝缘固定块用于固定各交叉点位置的各个所述磁环天线，并使得各个所述磁环天线之间处于绝缘状态；偶极子电路盒，设置在三个正交设置的所述磁环天线的圆心位置，所述偶极子电路盒内设置有第一信号处理单元，三根正交设置的所述偶极子天线均贯穿所述偶极子电路盒，并且每一所述偶极子天线的两端分别贯穿相应的两个绝缘固定块向外延伸，各个所述偶极子天线与各个所述磁环天线通过所述绝缘固定块实现电绝缘，各个所述偶极子天线与所述第一信号处理单元进行通信连接；支撑件，所述支撑件的顶端与所述偶极子电路盒连接，所述支撑件的内部中空且设置有与所述第一信号处理单元连接的馈线；底座；三端匹配器和磁环电路盒，所述三端匹配器固定在所述底座上，所述支撑件的底端贯穿所述三端匹配器固定在所述底座上，所述磁环电路盒设置在所述三端匹配器的内部，所述磁环电路盒内设置有第二信号处理单元，三个正交设置的所述磁环天线分别与所述三端匹配器的三个端部连接，以实现与所述第二信号处理单元的通信，其中，所述偶极子天线和所述磁环天线用于感知外部信号的电场信息和磁场信息，并分别输入至所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元中进行处理。
[0006]可选的，各个所述偶极子天线的中心位置与各个所述磁环天线的圆心位置重合。
[0007]可选的，每一所述偶极子天线包括第一段和第二段，其中，所述第一段的一端插入所述偶极子电路盒，所述第一段的另一端贯穿第一绝缘固定块向外延伸；所述第二段的一端插入所述偶极子电路盒，所述第二段的另一端贯穿第二绝缘固定块向外延伸；所述第一段和所述第二段共线设置，所述第一绝缘固定块和所述第二绝缘固定块位于相应磁环天线的同一直径所在直线上。
[0008]可选的，所述偶极子电路盒包括相互扣接的两个半球状部分，两个所述半球状部分扣接形成中空的球状结构。
[0009]可选的，所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元均包括依次串联的平衡巴伦模块、有源放大模块和阻抗匹配模块。
[0010]可选的，每一所述磁环天线包括至少两个平行且共对称轴设置的磁环，其中，构成同一所述磁环天线的各个所述磁环之间绝缘设置。
[0011]可选的，所述磁环天线为缺圆型结构，所述磁环天线的直线边穿过相应的所述绝缘固定块，所述磁环天线的弧线边与其它磁环天线正交设置。
[0012]可选的，所述底座为圆形法兰结构，各个所述磁环天线与所述底座接触的端点形成的拟合圆的直径小于所述底座的直径。
[0013]可选的，所述三端匹配器设置在拟合圆范围内。
[0014]为达到上述目的，本专利技术第二方面提供了一种电磁信号感应设备，包括上述所述的电磁矢量传感器。
[0015]本专利技术至少具有以下技术效果：本专利技术将三根偶极子天线和三个磁环天线分别进行正交设置，且将偶极子天线中心和磁环天线圆心共点设置，可充分利用磁环天线与偶极子天线之间的空间，实现了使用紧凑结构进行三维电场分量以及三维磁场分量信号的同时探测，达到有效降低尺寸的效果；本专利技术在三个正交设置的磁环天线的各交叉点位置设置绝缘固定块，可实现磁环天线之间，偶极子天线和磁环天线之间的电绝缘，提高电磁隔离度；本专利技术中的每一偶极子天线分为多段式安装可提高装配效率并便于维护检修；本专利技术中的每一磁环天线通过设置至少两个平行且共对称轴设置的磁环，可提高信号接收性能，以及本专利技术在设计时使得各个磁环天线与底座接触的端点形成的拟合圆的直径小于底座的直径，并将三端匹配器设置在拟合圆范围内可进一步降低电磁矢量传感器的尺寸。
[0016]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]图1
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图2为本专利技术实施例的电磁矢量传感器的不同视角的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术实施例的偶极子天线结构示意图。
[0019]图4为本专利技术实施例的磁环天线结构示意图。
[0020]图5为三组偶极子天线的电压驻波比示意图。
[0021]图6为两两天线间的端口隔离度示意图。
[0022]图7为短波全频段中偶极子天线实际信号接收测试结果示意图。
[0023]图8为短波全频段中磁环天线实际信号接收测试结果示意图。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]实施例一图1
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图2为本专利技术实施例的电磁矢量传感器的不同视角的结构示意图。如图1
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2所示，该电磁矢量传感器包括：三根正交设置的偶极子天线1、偶极子天线2、偶极子天线3、以及三个正交设置的磁环天线4、磁环天线5和磁环天线6，其中，磁环天线4、磁环天线5以及磁环天线6两两正交设置，形成了6个交叉点，在每一个交叉点处均设有绝缘固定块7。绝缘固定块7固定在交叉点处，绝缘固定块7起到两个作用，首先绝缘固定块7起到将各个磁环天线固定的作用，使得各个磁环天线相对固定，避免磁环天线4、磁环天线5以及磁环天线6之间产生位置的相对移动。另外，绝缘固定块7可使得磁环天线4、磁环天线5以及磁环天线6两两绝缘。
[0026]三个正交设置的磁环天线的圆心位置还设置有偶极子电路盒9，偶极子电路盒9内设置有第一信号处理单元，三根正交设置的偶极子天线均贯穿偶极子电路盒9，并且每一偶极子天线的两端分别贯穿相应的两个绝缘固定块7向外延伸，各个偶极子天线与各个磁环天线通过绝缘固定块7实现电绝缘，各个偶极子天线与第一信号处理单元进行通信连接。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁矢量传感器，其特征在于，包括：三根正交设置的偶极子天线和三个正交设置的磁环天线；绝缘固定块，设置在三个正交设置的所述磁环天线的各交叉点位置，所述绝缘固定块用于固定各交叉点位置的各个所述磁环天线，并使得各个所述磁环天线之间处于绝缘状态；偶极子电路盒，设置在三个正交设置的所述磁环天线的圆心位置，所述偶极子电路盒内设置有第一信号处理单元，三根正交设置的所述偶极子天线均贯穿所述偶极子电路盒，并且每一所述偶极子天线的两端分别贯穿相应的两个绝缘固定块向外延伸，各个所述偶极子天线与各个所述磁环天线通过所述绝缘固定块实现电绝缘，各个所述偶极子天线与所述第一信号处理单元进行通信连接；支撑件，所述支撑件的顶端与所述偶极子电路盒连接，所述支撑件的内部中空且设置有与所述第一信号处理单元连接的馈线；底座；三端匹配器和磁环电路盒，所述三端匹配器固定在所述底座上，所述支撑件的底端贯穿所述三端匹配器固定在所述底座上，所述磁环电路盒设置在所述三端匹配器的内部，所述磁环电路盒内设置有第二信号处理单元，三个正交设置的所述磁环天线分别与所述三端匹配器的三个端部连接，以实现与所述第二信号处理单元的通信，其中，所述偶极子天线和所述磁环天线用于感知外部信号的电场信息和磁场信息，并分别输入至所述第一信号处理单元和所述第二信号处理单元中进行处理。2.如权利要求1所述的电磁矢量传感器，其特征在于，各个所述偶极子天线的中心位置与各个所述磁环天线的圆心位置重合。3.如权利要求1所述的电磁矢量传感器，其特征在于，每一所述偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晨，乔玮，吕明杰，赵正予，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：