新型閃電快慢電場變化測量天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型閃電快慢電場變化測量天線，其特征是信號感應金屬平板上下面置有2＃銅接線墊片，2＃銅接線墊片上方固定中心開孔的高絕緣傘形支柱，其頂端固定拋物形接地金屬罩，高絕緣傘形支柱與拋物形接地金屬罩固接處置有1＃銅接線墊片；信號感應金屬平板下方固定2＃銅接線墊片，2＃銅接線墊片固結中心開孔2＃高絕緣傘形支柱，其下端固定在電子線路倉或盒的上平面，電子線路倉下平面與支桿上端固定，支桿下端與法蘭盤座固定。本實用新型拋物形接地金屬罩，防止帶電荷雨點對信號感應金屬平板產(chǎn)生的干擾脈沖和電荷累積，提高了測量精確度；高絕緣傘形支柱，防止了強降水時的水珠連接形成導電通路，降低了天線阻抗，為研究閃電放電的精細結構提供了重要手段。
【專利說明】新型閃電快慢電場變化測量天線
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種新型閃電快慢電場變化測量天線。
【背景技術】
[0002]閃電是一種瞬態(tài)快速放電現(xiàn)象，伴隨有大電流、高溫、高壓、沖擊波以及強烈的無線電電磁輻射和光輻射等各種物理效應，一次放電輻射的電磁波脈沖有很寬的頻譜，可從直流到幾百兆赫茲，放電產(chǎn)生的電流一般在幾kA到幾百kA范圍，它的強電磁波輻射(俗稱感應雷)對航空、航天、通信以及交通等領域以微電子器件為基礎的所有設備或設施會造成嚴重干擾，甚至造成毀滅性的損壞。直接雷對人畜生命、森林、油庫、高壓輸電線路、建筑物及鐵路運輸?shù)阮I域有很強的直接破壞力，從近幾十年的統(tǒng)計來看，雷電事故頻頻發(fā)生，因雷擊造成的經(jīng)濟損失不斷增加，這些問題已引起人們的高度重視。只有掌握和了解閃電放電所產(chǎn)生的高時間分辨率的電場變化精細結構，研究它的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，才能有效地防止或減少閃電對人類造成的危害。
[0003]雷暴過程中在強電場的作用下雨點會經(jīng)常攜帶電荷，對快慢電場天線正常測量閃電時產(chǎn)生干擾脈沖，造成閃電信息誤記和漏記，尤其是雨點帶電在天線感應板上產(chǎn)生電荷累積，造成傳感器零點漂移。而且，雨點帶電產(chǎn)生的干擾脈沖疊加到閃電的波形上，造成閃電波形特征畸變以及電場測量誤差，影響了探測閃電的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述，本實用新型的目的是在不影響天線正常測量性能的前提下，防止雨點帶電對閃電快慢電場變化測量波形的影響(包括:天線帶寬、天線阻抗等)。精確測量閃電產(chǎn)生的快慢電場變化參量，提供一種新型閃電快慢電場變化測量天線。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實現(xiàn)
[0006]一種新型閃電快慢電場變化測量天線，包括拋物形接地金屬罩、I #銅接線墊片、I#高絕緣傘形支柱、信號感應金屬平板；2 #銅接線墊片；2 #高絕緣傘形支柱；電子線路倉或盒；支桿和法蘭盤座。信號感應金屬平板上下方置有2 #銅接線墊片，2 #銅接線墊片上方固定中心開孔的高絕緣傘形支柱，高絕緣傘形支柱頂端固定拋物形接地金屬罩，高絕緣傘形支柱與拋物形接地金屬罩固定連接處置有I #銅接線墊片；信號感應金屬平板下方固定2 #銅接線墊片，2 #銅接線墊片固結中心開孔2 #高絕緣傘形支柱，高絕緣傘形支柱的下端固定在電子線路倉上平面，電子線路倉下平面與支桿上端固定，支桿下端與法蘭盤座固定。
[0007]本實用新型有如下創(chuàng)新和技術特點:
[0008]1、本實用新型包含一個拋物形接地金屬罩，防止帶電荷雨點對信號感應金屬平板廣生的干擾脈沖和電荷累積，提聞了測量精確度。
[0009]2、本實用新型的結構新穎，高絕緣傘形結構支柱中心開孔，可通過內(nèi)部穿過電纜線連接信號感應金屬平板和拋物形接地金屬罩到電子線路倉中的電路，可探測來自空間任何方向的閃電快慢電場。
[0010]3、本實用新型適用于大風、強降雨、冰雹、低溫、低壓等任何惡劣環(huán)境的電場測量。
[0011]4、本實用新型具有較寬的頻帶寬度(50MHz以上)，可在其它領域的電場測量中應用。
[0012]5、本實用新型是一種精確測量閃電放電過程電場變化的重要手段，是研究閃電放電過程機理不可缺少的精密天線?？蔀槔纂姺雷o提供重要數(shù)據(jù)。
[0013]6、本實用新型結構簡單、成本低廉、易加工，安裝操作方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1本實用新型的結構示意圖。
[0015]I 一拋物形接地金屬罩；2 — 1#銅接線墊片；3 —I #高絕緣傘形支柱I ; 4-信號感應金屬平板；5 - 2 #銅接線墊片2 ; 6 — 2 #高絕緣傘形支柱；7 —電子線路倉或盒；8 —支桿；9 一法蘭盤座。
【具體實施方式】
[0016]本實用新型采用的I #高絕緣傘形支柱3和2 #高絕緣傘形支柱6為高絕緣傘形橡膠棒；電子線路倉(盒)7電路CN02139473.3已公開。
[0017]下面，結合附圖實例對發(fā)明技術方案再作進一步描述:
[0018]如圖1所示，一種`新型閃電快慢電場變化測量天線，包括拋物形接地金屬罩1、1#銅接線墊片2、I #高絕緣傘形支柱3、信號感應金屬平板4 ;2 #銅接線墊片5 ; 2 #高絕緣傘形支柱6;電子線路倉7;支桿8和法蘭盤座9。信號感應金屬平板4上下方置有2 #銅接線墊片5，2 #銅接線墊片5上方固定中心開孔的I #高絕緣傘形支柱3，I #高絕緣傘形支柱3頂端固定拋物形接地金屬罩1，I #高絕緣傘形支柱3與拋物形接地金屬罩I固定連接處置有I #銅接線墊片2 ;信號感應金屬平板4中央下方固定2 #銅接線墊片5，2 #銅接線墊片5固結中心開孔的2 #高絕緣傘形支柱6，2 #高絕緣傘形支柱6的下端固定在電子線路倉7上平面上，電子線路倉7內(nèi)部的積分電路輸入端通過電纜線穿過2 #高絕緣傘形支柱6內(nèi)孔與2 #銅接線墊片5連接，其內(nèi)部積分電路的接地端通過電纜線穿過2 #高絕緣傘形支柱6和I #高絕緣傘形支柱3內(nèi)孔與I #銅接線墊片2連接。電子線路倉7下平面與支桿8上端固定,支桿8下端與法蘭盤座9固定。
[0019]拋物形接地金屬罩I與I #高絕緣傘形支柱3固定處的I #銅接線墊片2為接地電纜線端子，該電纜穿過I #高絕緣傘形支柱3、信號感應金屬板4和2 #高絕緣傘形支柱6中心孔進入電子線路倉7內(nèi)部與接地端連接。信號感應金屬板4和I #高絕緣傘形支柱3固定處的I #銅接線墊片2為接信號電纜端子，該電纜穿過I #高絕緣傘形支柱3中心孔進入電子線路倉7內(nèi)部與電路的輸入插座連接。
[0020]閃電放電時在空間會產(chǎn)生電場E，如果天線的感應金屬平板放置在該變化的電場E中時，等效為平行板電容器，金屬平板表面就會產(chǎn)生感應電荷，其感應的電荷Q= EA ε ^，感應的閃電快慢變化的電流信號i=dQ/dt=AdE ε Q/dt，經(jīng)過電子線路倉(盒)7內(nèi)部的積分電路后輸出電壓Vtl= Λ EA ε VC，其中E為電場強度；A為天線面積；ε ^為空氣介電常數(shù)；C為積分電容。從式中可得:若天線面積A固定，^為空氣介電常數(shù)，依照公式Vtl=AEAe VCJlJ通過測量積分電路輸出電壓Vtl就可以得出空間任何方向閃電放電產(chǎn)生的電場強度E。
【權利要求】
1.一種新型閃電快慢電場變化測量天線，包括拋物形接地金屬罩(1)、1 #銅接線墊片(2)、1#高絕緣傘形支柱(3)、信號感應金屬平板(4)、2 #銅接線墊片(5)、2 #高絕緣傘形支柱(6)、電子線路倉或盒(7)、支桿(8)和法蘭盤座(9)，其特征是信號感應金屬平板(4)上下方置有2 #銅接線墊片(5)，2 #銅接線墊片(5)上方固定中心開孔的I #高絕緣傘形支柱(3)，I #高絕緣傘形支柱(3)頂端固定拋物形接地金屬罩(I )，I #高絕緣傘形支柱(3)與拋物形接地金屬罩(I)固定連接處置有I#銅接線墊片(2);信號感應金屬平板(4)下方固定2 #銅接線墊片(5)，2 #銅接線墊片(5)固結中心開孔2 #高絕緣傘形支柱(6)，2 #高絕緣傘形支柱(6)的下端固定在電子線路倉或盒(7)上平面上，電子線路倉或盒(7)下平面與支桿(8 )上端連接，支桿(8 )下端與法蘭盤座(9 )固定。
【文檔編號】G01R29/08GK203630228SQ201320651635
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權日:2013年10月22日
【發(fā)明者】張廣庶, 王彥輝, 李亞珺, 張義軍 申請人:中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所