[发明专利]一种线-圆极化可重构天线的防雷方法

说明书

本发明涉及一种线‑圆极化可重构天线的防雷方法，包括通过PIN二极管S1和S2将调谐枝节P1和P2连接在沿对角线馈电的矩形微带天线的两边；PIN二极管S1和S2的偏置状态相反，在通电时，一个PIN二极管导通，另一个断开，这会影响天线上TM10模和TM01模的谐振频率，通过调节枝节大小使得TM10模和TM01模两种模式的场幅度相同而相位相差90°，再通过改变两个PIN二极管的通断状态实现天线的圆极化和线极化的重构。本发明通过改变电压源的正负性，控制PIN二极管的通断，改变天线的极化状态，使得雷电电磁场的主能量无法通过与闪电通道失配的天线线极化状态进行能量耦合到达后端设备，达到防雷可靠性目的。

技术领域

本发明涉及天线防雷技术领域，尤其涉及一种线-圆极化可重构天线的防雷方法。

背景技术

依据IEC国际标准，当前针对电子电气设备已有了诸如避雷针、接地网和浪涌保护器（SPD）等雷电防护设备及其相关详细的安装和操作要求；目前针对天线的防雷方法主要有：1、使用浪涌保护器（SPD）的天馈线路的防雷；2、通过使用微波PIN二极管将雷电电磁场的能量限制与PIN二极管中而不影响后端设备的防雷天线。

浪涌保护装置一般是非线性器件，目前的非线性器件可以分为三类：1、当脉冲通过时，该类装置可以使得其两段的电压近似的保持在某一固定值左右；2、当脉冲通过时，该类装置会将其高阻状态迅速变为良导体状态；3、针对共模电压产生很大串联阻抗的装置。而众所周知，累积线程异常复杂，随机性极大；而SPD涉及、施工都是针对某一确定的闪电特性策划的，这可以说SPD装置就是确定的人为作品，它一旦确定下来就不能更改，因此，SPD的保护特点是以不变的固定涉及来应变变化莫测的雷击事件，所以，其可能失效造成事故也就带有必然性。微波PIN二极管与SPD一样也是人为确定的产物，所以当选用的PIN二极管种类确定后，其相应的性能和参数也随之确定，这便使得防护效果具备相应的针对性而缺乏了普遍性，进而使得其在应用方向和使用范围上有着诸多的限制。

而正是因为雷击带有很大的随机性，为了设计经济、可靠和实用的雷电防护系统，人们不得不用折中的办法，人为的划出一个“雷击窗口”，在“雷击窗口”之内，设计出的防护系统是有效的；而在“雷击窗口”的两侧地带，即在小于极小值和大于极大值的雷击事件中防护系统的可靠性具有一定的不确定性；而要求SPD有100%的防护效率，就要把“雷击窗口”从两侧扩展到无穷大和无穷小，涵盖一切可能发生的雷击事件，雷击设备的风险自然就等于0，然而这样做的投资却是无限大的，事实上也是不可能的；因此，客户上存在着这一对几乎是不可协调的矛盾，SPD防护失效完全是可能的。

而对于整个系统而言，微波PIN二极管的引入，对整个系统的结构稳定以及PIN二极管器件的选择提出了更为严格的要求；射频和微波PIN二极管可以分为两个同等主流和重要的群体，基于电磁感应简单理论和机电PIN二极管以及半导体PIN二极管技术的固态PIN二极管；在插入损耗和隔离度方面，PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻，因此微波PIN二极管在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，PIN二极管在断开时其衰减也非无穷大，成为隔离度，二者是衡量微波PIN二极管的主要指标，一般希望插入损耗小，而隔离度大；在承受功率方面，在给定的工作条件下，微波PIN二极管所能承受的最大输入功率与PIN管功率容量、电路类型（串联或者并联）、工作状态（CW和脉冲）跟散热条件有关，一般损坏机理包括：电压击穿，常见与脉冲功率，以及热烧毁，常见与CW；在电压驻波系数方面，电压驻波系数仅仅反映端口输入输出匹配情况。端口电压驻波系数最小，PIN二极管的损耗不一定最小；但是差损最小的PIN二极管其电压驻波系数肯定小。由此可见，微波PIN二极管的使用必定会考虑其隔离度、插入损耗以及承受功率等参数的影响，这就在一定程度上增加了系统设计的难度，也大大增加了系统整体的复杂性；所以，使用微波PIN二极管则会不可避免的引入各种误差和损耗，增加系统的设计和使用难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种线-圆极化可重构天线的防雷方法，解决了现有防雷方法中存在的不足。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：