[发明专利]一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线

说明书

技术领域

本发明属于用于核电磁脉冲模拟器的辐射天线技术领域，尤其涉及一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线。

背景技术

模拟核电磁脉冲辐射是开展核电磁脉冲效应研究和考核验证试验的必要手段。由于核电磁脉冲的频谱宽，低频成分丰富，按照IEC标准规定的核电磁脉冲辐射波形，其频谱范围从数kHz至GHz，主要能量集中在300MHz以下，因此需要尺寸比较大的宽带天线进行辐射。核电磁脉冲模拟器的辐射体有多种类型，常见的有有界波模拟器、垂直单极子模拟器、水平偶极子模拟器、复合模拟器等，不同类型的辐射体产生不同极化和分布方式的电磁脉冲辐射场，试验区域由辐射体的辐射特性决定。

有界波模拟器，主要产生垂直极化的辐射场,试验区域在辐射体的下方,试验区的尺寸取决于线栅辐射体的尺寸，试验区高度通常为线栅高度的1/3；垂直单极子模拟器，主要产生垂直极化的辐射场，试验区域在辐射体的附近周围，距天线越远，辐射场越小；水平偶极子模拟器，主要产生水平极化的辐射场，试验区域在辐射体的侧面和下方，辐射场的幅值随着距离的增加而减小；复合模拟器，可以同时产生水平和垂直极化的辐射场，受地面影响，试验区域在辐射体的下方一定高度的空间。

对大型平台开展电磁脉冲试验时，往往不便将被试平台置于辐射体的试验区域(如大型舰船通常只能位于辐射体的侧面附近)，使得被试平台的照射场较低，达不到预期的试验要求。如果将被试的系统紧靠发射天线，则场均匀性又难以保证，同时也会改变天线的阻抗特性，影响天线的正常辐射。

发明内容

本发明旨在解决水平极化核电磁脉冲模拟器中大型偶极子天线的宽频特性、试验区域辐射场均匀性、重量和风阻等问题。核电磁脉冲的频谱宽，要求天线具有良好的宽频带特性，对几十kHz至几百MHz频段的电磁波都能良好辐射；试验对象针对的是上百米尺寸的大型目标，要求上百米尺寸的大试验区域的场均匀性好；同时，由于天线尺寸大，又架设在露天开阔区域，要求天线具有较低的重量，较小的风阻，以便架设。针对以上问题，本发明提供一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线，具有更好的方向特性，提高试验区域的脉冲场强和场均匀性，同时具有较低的重量，较小的风阻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水平极化核电磁脉冲模拟器天线，包括圆弧状的笼形线辐射偶极子，还包括2个圆锥形馈电过渡段；笼形线辐射偶极子由2个对称设置的圆弧状的笼形线辐射臂组成，每个笼形线辐射臂包括若干个圆环形支架、若干条辐射线缆，各圆环形支架顺序固定，形成圆弧状的笼形线辐射臂的骨架，各辐射线缆沿骨架外缘均匀固定，各条辐射线缆的弯曲半径与笼形线辐射偶极子的弯曲半径相同；2个圆锥形馈电过渡段设置在2个笼形线辐射臂之间，2个圆锥形馈电过渡段对称设置，它们的底面分别与2个笼形线辐射臂的内侧一端固定连接，它们的锥顶之间不接触，2个圆锥形馈电过渡段的锥顶之间接入脉冲源。核电磁脉冲模拟源的输出电极分别与2个圆锥形馈电过渡段的锥顶相连。

按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段的底面直径与笼形线辐射臂的直径相等。

按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段为合金铝材料，圆锥形馈电过渡段的内部为空心结构，且没有底板。

按上述技术方案，笼形线辐射偶极子的弯曲半径为140～160m，每个笼形线辐射臂的圆弧长度为118～122m，直径为8.5～9.5m，每个笼形线辐射臂包括10～15个外径8.5～9.5m、内径8.0～9.0m的圆环形支架以及24～30根辐射线缆，辐射线缆为截面积48～55mm²的多股铝芯护套线。

按上述技术方案，每个圆环形支架内部固定米字型支架，圆环形支架和米字型支架均为合金铝板材。

按上述技术方案，2个圆锥形馈电过渡段的顶点之间的距离为0.5～1m。

按上述技术方案，圆锥形馈电过渡段的壁厚12～15mm，其锥体高度为4.5～5m。