[实用新型]一种智能主动防雷天线及防雷系统

说明书

本实用新型涉及一种智能主动防雷天线及防雷系统，该防雷天线包括介质板，以及设置在介质板上的垂直极化组件和水平极化组件；垂直极化组件依次连接同轴电缆和受控开关；水平极化组件连接同轴电缆。本实用新型能大幅度降低雷电防护器件的保护动作与雷电流波型之间的关系，从而有效提升保护效果。

技术领域

本实用新型涉及防雷技术领域，尤其涉及一种智能主动防雷天线及防雷系统。

背景技术

在目前现有防雷技术中，使用天馈避雷器(SPD)对天线进行雷电防护是主流的做法，即在天线的后端信号线上加装天馈线SPD进行保护。众所周知，雷电现象异常复杂，随机性大。而SPD设计、施工都是针对闪电的统计特性策划的，可以说SPD装置就是确定的人为作品，它一旦确定下来便不能更改。因此，中国科学院电工所张适昌研究员认为：SPD的保护特点是以不变的固定设计来应变变化莫测的雷击事件，其可能失效造成事故也就带有必然性。

此外，现有天馈线SPD都是针对直击雷设计，并未考虑针对感应雷的防护。而通常的野外通信系统，如通信基站铁塔上的天线，其旁边都有很好的接闪系统，如：避雷针，引下线等，所以更多的情况为感应雷。

综上所述，当前的主流防护手段，一方面在直击雷的防护上与雷电流的波型有着非常密切的联系，使得防护手段的有效性受到限制；另一方面，针对感应雷的防护还未进行充分考虑和设计。因此，当前使用天馈线SPD进行天线防雷还存在大量需要改进和完善之处。

此外，美国在2000年由Mano D.Judd等人提出了一种应用贴片/微带线单元实现的主动防雷天线，但是该天线主要针对消除天线单元上累积的静电荷而设计的，同时该天线亦不具备智能特性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能主动防雷天线及防雷系统，能大幅度降低雷电防护器件的保护动作与雷电流波型之间的关系，从而有效提升保护效果。

本实用新型解决上述技术问题，以工作于900MHz左右的微带天线为例的技术方案如下：

一种智能主动防雷天线，包括介质板，以及设置在介质板上的垂直极化组件和水平极化组件；垂直极化组件依次连接第一同轴电缆和受控开关；水平极化组件连接第二同轴电缆。

本实用新型的有益效果是：当外部设备监测到地物尖端(如避雷针)上产生的上行先导时，立即向微波开关发出雷电袭击预警信号，该微波开关将与之连接的垂直极化组件的信号通道关闭，即使得闪电通过垂直极化组件耦合进入天线后端的通道切断，使得该部分能量无法到达天线后端设备，从而达到保护后端电子设备的目的。垂直极化组件的切断是在闪电发展并到达地面，对地面袭击之前即完成的防护动作，因此，本防雷天线将与闪电回击所产生的脉冲电流波型以及是否为直击或感应雷无关。

当闪电击中天线附近的物体时，如，移动通信基站铁塔上的避雷针，此时，闪电的电磁能量将通过天线耦合入与天线相连接的信号线，对后端与信号线相连接的电子设备构成干扰或致损/灾威胁，而闪电的电磁能量最易通过垂直极化组件进行耦合，与水平极化组件的耦合效率极低，因此将该两部分信号分开独立接收和馈电后，即可以在闪电袭击之前，将垂直极化组件的信号通道关闭，使得闪电的主能量无法进入信号线，则可以达到对后端电子设备进行保护和抗干扰的目的。

进一步，水平极化组件包括设置在介质板上表面的第一水平辐射贴片、第二水平辐射贴片，设置在介质板下表面的分别与第一水平辐射贴片、第二水平辐射贴片位置对称的第一水平接地板、第二水平接地板，以及水平连接桥AC；第一水平辐射贴片上设置有第一连接孔，第二同轴电缆的内导a1贯穿介质板并在第一连接孔处与水平连接桥AC的A端相连，通过水平连接桥AC与第二水平辐射贴片相连；第一水平辐射贴片不与水平连接桥AC相连，但第一水平辐射贴片通过第一连接柱与第一水平接地板相连；连接桥AC的C端通过第一金属柱与第二接地板相连。