專利名稱：雷電防護(hù)設(shè)備、電子裝置及平面電感線圈的制作方法
雷電防護(hù)設(shè)備、電子^M平面電感線圈的制作方法
絲領(lǐng)膝
本發(fā)明提供一種會(huì),制、泄放、阻尼來自天饋線系統(tǒng)的雷電干擾和大氣 放電的雷電防護(hù)設(shè)備及電子，。 背景駄
雷電串入，機(jī)，存在多個(gè)途徑(電源、信號(hào)傳辦連路、天饋線系統(tǒng)等等)，
但由于中波廣播，天線的特點(diǎn)，天饋線系統(tǒng)弓i入的雷電干擾皿成，mit 受雷擊的主要因素。
目前，中波廣播廣泛采用截面為有效值的垂直天線，由于該類型天線為非 接地鋼塔或鋼桅桿結(jié)構(gòu)，在作為天線輻射體的同時(shí)，又是雷電干擾、大氣放電
的良好受體。帶電云層與大ifet間的靜電感應(yīng)，形成^l寸天線的電荷積累，由 此產(chǎn)生的高電壓經(jīng)過饋線傳導(dǎo)至，機(jī)，對(duì)^l^l3t成致命性威脅，甚至災(zāi)難 性故障。以2004年中國福建某大功率中波，臺(tái)為例， 一次雷擊造成1.2MW大 功率刻寸機(jī)多達(dá)300多個(gè)射步l^文大模i^t員壞，不{1^成巨大經(jīng)濟(jì)損失，該M 機(jī)經(jīng)過數(shù)^"得以恢復(fù)正常播出。因此，中波廣播天饋系統(tǒng)的防雷，自從中波 廣播技術(shù)應(yīng)用的開端，就是該領(lǐng)域必須面對(duì)的一個(gè)難點(diǎn)問題。
近十幾年，大功率固態(tài)放大電路、功率合成技術(shù)的發(fā)展、成熟，以其高效 率、長壽命 新漸取代傳統(tǒng)的大功率電子管電路。固態(tài)^M機(jī)己經(jīng)成為目前皿 機(jī)產(chǎn)品的主流。另一方面，固態(tài)有源器件又存在致命缺點(diǎn)，對(duì)異常電壓、浪涌 電流非常敏感，極易造成器件永久性失效。因而固態(tài)皿機(jī)的應(yīng)用對(duì)Mf鏈路 的雷電防護(hù)性能提出了更高要求。
盡管前幾年正交場小型天線曾風(fēng)靡一時(shí)，但由于輻射效率、功率容量等方 面柳蹄'j，并沒有真正推廣應(yīng)用。應(yīng)用最多的還是傳統(tǒng)的非接地垂直天線。即 使應(yīng)用正交場小型天線，射頻雷電防護(hù)設(shè)備仍然是降低雷擊風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約維護(hù)費(fèi) 用的,方案。
現(xiàn)有技術(shù)中，天饋系統(tǒng)防雷電措施為在激種幾與天線之間的匹配網(wǎng)絡(luò)中采 用隔直電容器。該方法具有如下缺點(diǎn)
隔直電容器的電容 取過大，防雷效果差；選取過小，對(duì)有用信號(hào)衰
減過大，信號(hào)通路帶寬變窄。
選用空氣平板電容，在滿足電容量的^f牛下，電容體積過大；選用陶瓷或
真空電容，在滿足功,量和擊穿電壓的情況下，] 較高，并且一旦發(fā)生擊 穿，將永久失效，無法自行恢復(fù)。
電容量的選取，給匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)帶來不必要的約束；防雷效果繊于天 饋系統(tǒng)中匹配網(wǎng)絡(luò)的具體設(shè)計(jì)，缺乏標(biāo)準(zhǔn)性，無法形^f準(zhǔn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
現(xiàn)有技術(shù)中，靜電泄放手段，采用電感線圈對(duì)地泄放。該方法具有如下缺
點(diǎn)
采用 j!3a:的靜電泄放電感線圈，自感系數(shù)較大(mH 100mH數(shù)難)，匝 間分布電容較大，自諧振頻 低，容易對(duì)工作頻率產(chǎn)生不利影響，表現(xiàn)為調(diào) 試?yán)щy。
匹配網(wǎng)絡(luò)中的電感線圈兼作靜電泄放線圈，自感系 取依賴于匹配網(wǎng)絡(luò) 的具體設(shè)計(jì)，防雷效果依賴于天饋系統(tǒng)中匹配網(wǎng)絡(luò)的具體設(shè)計(jì)，缺乏標(biāo)準(zhǔn)性， 無法形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的各種問題，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于中波廣 播劍寸鏈路中的抑制、泄放、阻尼天饋線系統(tǒng)的雷電干擾和大氣放電的雷電防 護(hù)設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于廣播^l寸鏈路中的防雷設(shè)備，其包括，第一電 容器、第二電容器，第一平面電感線圈、第二平面電感線圈，其中，所述第一 和第二平面電感線亂均為平面螺旋開匆犬，匝數(shù)為N，其中，N為大于或體 于1的自然數(shù)；戶脫第一禾瞎二平面電感線圈由十字交叉的絕緣材料構(gòu)成的支 架支撐，每個(gè)固定螺絲均配備電暈放電環(huán)，防止電暈放電；第一和第二平面電 感線圈平行、相對(duì)安裝，且保持一定距離；第一電容器與f，第一平面電感線 圈組成初新皆振回路，第二電容器與戶誠第二平面電感線圈組成次級(jí)諧振回路。
所述第一和第二平面電感線圈所用導(dǎo)體選自下列導(dǎo)體中的一種銅、鋁、 銅包鋼、銅鍍銀高表面電導(dǎo)率的材料；所述線圈支撐架所用絕緣材料選自下列 材料中的一種聚乙烯、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧玻璃、片狀膜塑料高機(jī)械強(qiáng)度、高絕 凝號(hào)的絕緣材料。
戶誠平面螺旋電感線圈形狀為矩形、方形、圓形、菱形平面螺旋形狀中的 一種。
戶/M第一平面電感線圈與所述第二平面電感線圈組成的平面螺旋開m可以 相同或不同。
戶;M第一平面電感線圈與戶，第二平面電感線圈的自感系數(shù)可以相同或不同。
戶;M每個(gè)固定螺絲配備的電暈放電環(huán)為i個(gè)或2個(gè)。 戶欣初級(jí)諧振回路與戶服次級(jí)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)可以相同或不同。 次級(jí)負(fù)載阻抗與初級(jí)輸入ffl^可以相等或不相等。 本發(fā)明掛共的用于中波廣播射頻鄉(xiāng)各中的雷電防護(hù)設(shè)備，具有如下有益效
果
1) 魁寸機(jī)與天線之間采用互感耦合，對(duì)較低頻率成分的雷電會(huì)巨量實(shí)現(xiàn) 直流隔離。消除隔直電容的一切不禾咽素。
2) 采用小電感量的電感線圈(低于24uH)進(jìn)《譜電泄放，提高電感線
圈的自諧振頻率。
3) 采用兩次靜電泄放，保證更好的泄放效果。
4) 電感線圈的自感系數(shù)、線圈之間的耦合系數(shù)、初級(jí)/次級(jí)回路的品
質(zhì)因數(shù)，三者相互關(guān)聯(lián)，保證雷電防護(hù)設(shè)備的帶內(nèi)匹配、帶內(nèi)衰減指標(biāo)，與雷 電防護(hù)設(shè)備外電路元件參數(shù)不存在繊關(guān)系，保證一致的防雷效果。
電感線圈采用平面線圈。平面電感線圈，保證了線圈之間的最大的耦合系 數(shù)。后續(xù)分析表明，大耦合系數(shù)，是得到快速阻尼的唯一^#，快速阻尼是衡
量一切靜電泄放電路防雷特性的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的立體螺旋線圈，自感系數(shù)20u H 左右盼瞎況下，耦合系數(shù)一般可做到0.05 0.08;相同自感系數(shù)的平面線圈，在 安全距離內(nèi)(150mm)，耦合系數(shù)可達(dá)到0.25以上。平面電感線圈采用矩形， 減小了安裝體積。線圈與絕緣支撐之間的每個(gè)固定螺絲，酉己備電暈放電環(huán)，減 少相對(duì)濕度較高環(huán)境下的電暈放電，避免不必要的信號(hào)能量損失，降低帶內(nèi)衰 減。本發(fā)明所掛共雷電防護(hù)設(shè)備的輸入/輸出阻抗設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的50 Q或75 Q ， 也可以訂制150Q或其它輸入/輸出卩鵬，以鵬所有標(biāo)準(zhǔn)的天t穀曳系統(tǒng)。直接 插入天饋線系統(tǒng)和mf機(jī)之間即可應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種平面螺旋電感線圈的制作方法，根據(jù)設(shè) 備功率等級(jí)，選取魏的導(dǎo)體管材和直角彎頭；根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，截?cái)鄬?dǎo)體管材;
將截?cái)嗪蟮膶?dǎo)體管材、直角彎頭固定于專用模具；用焊接工藝，逐個(gè)席接每匝 四角的直角彎頭，使之與導(dǎo)體管材緊密焊接在一起并形成平面螺旋線圈；將平 面螺旋線圈打磨、拋光；給打平面螺旋線圈打 L，用于固定螺絲；將平面螺旋 線圈、絕緣支架、電暈放電環(huán)用螺絲裝配在一起。
根據(jù)本發(fā)明制作的平面電感線圈，由于平面螺旋線圈、固定螺絲、電暈放電 環(huán)為等勢體，三者之間不會(huì)發(fā)生lif可放電。固定螺絲頂端位于電暈放電環(huán)的凹 槽內(nèi)，被電暈放電環(huán)屏蔽，不會(huì)與周圍環(huán)境中的其它導(dǎo)微電。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備的電路圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的矩形平面螺旋電感線圈示意亂 圖3為根據(jù)本發(fā)明的矩形平面螺旋電感線圈； 圖4為根據(jù)本發(fā)明的電暈放電環(huán)；
圖5A到圖5G為根據(jù)本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備的輸入阻抗的Matlab仿真曲
線；
圖6A到圖6H為根據(jù)本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備的傳輸函數(shù)的Matlab仿真曲
線；
圖7為測試本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備的阻尼特性的電路連接圖8為阻尼特性領(lǐng)賦曲線亂
圖9A為909KHz雷電防護(hù)設(shè)備的測i，本；
圖9B為909KHz雷電防護(hù)設(shè)備輸入駐波比測i辦本；
圖9C為909KHz雷電防護(hù)設(shè)備ffi31特性測i，本；
圖9D為909KHz雷電防護(hù)設(shè)備沖激響應(yīng)測i^f本。
天線系纟MiS雷擊有三種主要形式
1) 直擊雷鴦立于地面的，和帶電云層之間迅猛的放電現(xiàn)象。巨大的放
電電流或由此弓胞的高電JBt成激種脈級(jí)功^l件的損壞。
2) 感應(yīng)雷或稱二次雷
直擊雷放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流在附近激發(fā)強(qiáng)電磁場，天線作為強(qiáng)電 磁場中的良導(dǎo)體，其上產(chǎn)生感生電流，造成^l寸機(jī)末級(jí)功率器件的損壞。
直擊雷發(fā)生后，云層電荷消失，但由于放電通路電阻的不均勻性，產(chǎn)生局
部高電壓，如果天線位于局部高電壓區(qū)域，同樣造成鄉(xiāng) 級(jí)功,件的損 壞。
3)球形雷球形閃tt接,天線上。雖然球形雷的產(chǎn)生機(jī)理目前尚^f 楚，但造成魏機(jī)故障的因素必定是異常電壓或電流。
除llfct外，大氣放電也題^^t機(jī)故障的一個(gè)錢因素，目前尚未引起 足夠重視。大氣放頓鄉(xiāng)機(jī)的危害表現(xiàn)為，在沒有看到閃電、沒有聽到雷聲 的情況下，僅僅是一片不大的云層IW纖上空，就已會(huì)規(guī)鄉(xiāng)機(jī)產(chǎn)生不良影 響了，輕則，機(jī)自行，，重則造成，機(jī)損壞。
大綴頓^^im故障的原理
帶電云層與天線構(gòu)成一個(gè)分布參數(shù)的電容，帶電云層、天線分別作為該電 容的兩個(gè)電極，由于靜電感應(yīng)，在天線上產(chǎn)生與云層電荷極性相反的電荷。由 于中波天線為非接地形天線，天線和大地之間唯一放電a^各只能是阻抗匹配網(wǎng) 絡(luò)和鄉(xiāng)機(jī)。異常的感應(yīng)電壓和放電電涼遺成鄉(xiāng)機(jī)故障。
雷電,設(shè)備防雷原理
不論何種形式的雷擊，還是大氣放電，對(duì)^l材JlJt成不利影響的都^H個(gè)
因素感應(yīng)電荷、異常電壓、浪涌電流。
天纖系統(tǒng)的防雷措施不外乎兩種措施1)隔離雷電形成過程決定了雷 電電流或電壓的能量主要集中在較低頻率范圍，隔直流是一個(gè)有效的雷電f尉戶 措施。2)泄放為靜電電荷或電壓^f共良好的泄方M^各，防止異常電壓形成或 >異常電壓的存在時(shí)間。本發(fā)明掛共的用于中,播射頻中的雷電防護(hù)設(shè)備， 綜合應(yīng)用了戰(zhàn)兩種措施。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備1的電路圖。由于該雷電防護(hù)設(shè)備用于 廣播發(fā)射鏈路中，在頻域呈現(xiàn)帶通特性，又命名為射頻帶通滄波器，其包括，
第一電容器2、第二電容器3，第一平面電感線圈4、第二平面電感線圈5，其 中，所述第一和第二平面電感線圈4和5，為矩形平面螺旋糊犬，匝數(shù)為N (N 為大于或者等于l的自然數(shù))；第一平面電感線圈4和第二平面電感線圈5由十 字交叉的絕緣材料構(gòu)成的絕緣支架支撐，用螺絲固定，每個(gè)固定螺絲均配備電 暈放電環(huán)，該放電環(huán)可以為1個(gè)也可以為2個(gè)，防止電暈放電；第一和第二平 面電感線圈平行、相對(duì)安裝，且保持一定距離，該距離大于工作環(huán)境(海拔高 度、大氣壓強(qiáng)、相對(duì)濕度、最高工作電壓)的放電距離。
第一電容器2與戶;f^第一平面電感線圈4并聯(lián)以會(huì)fiit初級(jí)諧振回路，第二 電容器3與戶做第二平面電感線圈5并聯(lián)以鄉(xiāng)賊次級(jí)諧振回路。初級(jí)諧振回路 與次級(jí)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)Q可以相同，也可以不同。兩回路間以^g的耦合 系數(shù)(兩平面線圈之間的互感)保證雷電防護(hù)設(shè)備的帶內(nèi)衰^f寺性。初級(jí)回路 通常連接鄉(xiāng)機(jī)的輸出端，次級(jí)回路通常連接天線，安^S是魏機(jī)房或天 線匹配室。
第一平面電感線圈4組成的平面螺旋開鄰與第二平面電感線圈5鄉(xiāng)M的平 面螺旋形狀可以相同或不同，除為矩形外，還可以是方形、圓形、菱形平面螺 旋開娥中的一種。它們的自感系數(shù)可以相同，也可以不同。
圖1中的電阻RL為雷電防護(hù)設(shè)備的次級(jí)諧振回路的負(fù)載阻抗，即天饋線系 統(tǒng)的輸入阻抗，可以是50Q、 75 Q、 150 Q……，它可與初級(jí)諧振回路的輸入阻 抗相等，也可以不相等。兩個(gè)電感線圈之間不存在直接聯(lián)接，信號(hào)能M1互 感耦合，對(duì)較低頻率成分的雷電實(shí)現(xiàn)有效隔離。兩個(gè)線圈又分別構(gòu)成初級(jí)、次 級(jí)回路的靜電泄方M^各，進(jìn)一步^1>串入^1#幾的雷電育糧。
該電路能夠應(yīng)用于實(shí)際的中波廣播鄉(xiāng)鏈路，鵬剝牛是盡可能低的帶 內(nèi)衰減；盡可能平坦的帶內(nèi)衰減特性；良好的帶內(nèi)匹配特性。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的矩形平面螺旋電感線圈示意圖。圖3為本發(fā)明安裝后 的矩形平面螺旋電感線圈。該平面螺旋電感線圈是這樣制作的
1) 根據(jù)設(shè)備功率等級(jí)，選取飽的純銅管材和直角彎頭，通常需要考慮如 下因素
a. 銅管橫截面外徑、壁厚，銅質(zhì)純度
b. 直角彎頭橫截面內(nèi)徑、壁厚，銅質(zhì)純度。
2) 根據(jù)平面電感線圈的設(shè)計(jì)尺寸，截?cái)嚆~管。
3) 將截?cái)嗪蟮你~管、直角彎頭固定于專用模具。
4) 焊接。用銅焊工藝，逐個(gè)焊接線圈每匝四角的直角彎頭，使之與銅管緊 密焊接在一起以形成平面螺旋線圈。
5) 將平面螺旋線圈打磨、拋光。
6) 給平面螺旋線圈打 L用于固定螺絲。
7) 將絕緣材料依據(jù)設(shè)計(jì)糊扱尺寸截?cái)?、包l條以形成絕緣支撐架。
8) 給絕緣材料打孔，用于固定螺絲。
9) 裝配。平面螺旋線圈、絕緣支撐架、電暈放電環(huán)用螺絲裝配在一起。 戶膽雷電防護(hù)設(shè)備中的平面電感線圈，既是雷電脈沖的泄方 &，又魏
頻環(huán)路電流的載體，因而是設(shè)備中的主要耗能、發(fā)熱器件，直接決定了信號(hào)傳 輸效率、機(jī)箱內(nèi)鵬。因Ji樹制造材料的電導(dǎo)率要求較高。通常100KW以上功 率等級(jí)，采用銅鍍虹藝制造；10KW 100KW功率等級(jí)，采用純銅制造； 3KW 10KW功率等級(jí)，可以采用銅包鋼工藝制造；3KW以下功率等級(jí)，可 采用鋁制造。
用于固定平面電感線圈的絕緣支撐架，具有兩方面要求 電氣絕綴號(hào)要求。
由于平面電感線圈匝數(shù)較少，X^,強(qiáng)的射頻電流和雷電泄放電流，匝 間電壓比其它應(yīng)用場合要高出1 2個(gè)i(i0，因而要求絕緣支架具有良好的 電氣絕纟l^寺性。
機(jī)械鵬要求。
雷電、大氣放電作用于平面電感線圈，電感線圈具有強(qiáng)烈的向心收縮趨勢， 支撐架承受較大應(yīng)力，必須具有足夠大的岡勝以抵制電感線圈的形變。電感線 圈一旦發(fā)生形變，自身的自感系數(shù)、線圈之間的耦合系數(shù)均將隨之改變，電路
約束方程不再成立，對(duì)mt機(jī)構(gòu)成l:命性^H辦。
鑒于此，平面電感線圈的絕緣支架視功率等級(jí)選用聚乙烯、環(huán)氧樹脂、環(huán) 氧玻璃、片^l莫塑料。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的電暈放電環(huán)的示意圖。電暈放電環(huán)是由導(dǎo)電材料帝喊。
外表面為扁球形，a:徑較小的一面開設(shè)凹槽，并M凹槽開一小于凹槽直徑 的通孔，用于固定螺絲。在將平面電感線圈固定至鵬緣支架上時(shí)，螺絲頂端位 于電暈放電環(huán)的凹槽內(nèi)，被電暈放電環(huán)屏蔽，不會(huì)與周圍環(huán)境中的其它導(dǎo)體放 電。電暈放電環(huán)外表面經(jīng)過計(jì)^a模擬、仿真，保證在一定體積下呈現(xiàn)最大的 外表面曲率雜。
后文詳細(xì)闡述後遣該電路防雷特性附旨標(biāo)，該指標(biāo)為準(zhǔn)阻尼系數(shù)。 為保證最低的帶內(nèi)衰減，初級(jí)、次級(jí)兩個(gè)回路均為孤立回路的條件下，即 兩回路彼此不存在耦合的割牛下，分別調(diào)試兩個(gè)孤立回路，使兩回路均諧振于
工作頻率。實(shí)際彫式過程中，使次級(jí)電感線圈開路，貝頓級(jí)線圈即為 膠回路;使初級(jí)電感線圈開路，則次級(jí)回路即為孤立回路。
為滿足最平坦的帶內(nèi)衰減特性和良好的帶內(nèi)匹配特性，回路品質(zhì)因數(shù)(即 Q值，為便于調(diào)試，采用)^J1爾網(wǎng)絡(luò)，初級(jí)、次級(jí)回路取相等的Q值)和兩個(gè)電 感線圈之間的耦合系數(shù)K必須滿足
"I---------------------------------- (1)
化+1
在給定輸入/輸出阻抗^#下，M調(diào)整電感線圈的抽頭位置可以得到合
適的Q值。在同時(shí)滿足下列條件時(shí)
孤立的初級(jí)回路、孤立的次級(jí)回路均諧振于工作頻率；回路Q值、電感線 圈之間的耦合系數(shù)K滿足(1)式。
那么齡電路具有如下特性齡電路，從輸入端M去，依然諧振于工 作頻率。齡電路，從輸入端 去，對(duì)應(yīng)工作頻率的輸入卩鵬等于負(fù)載卩鵬，
輸入ffiW頻率的函數(shù)關(guān)系為 z(。 = ___g《+ 7Tgy-(g2+l)]_^______________(2)
-啦Y4 -2(e2 +恥2+(e2 +1)]+航3 -(e2 +1)。
(2)式中《為相對(duì)于工作頻率的歸一化頻率(^///。)，通過(2)式， 可以後遣雷電防護(hù)設(shè)備電路的匹配帶寬(比如定義為最大駐波比1.2帶寬)。
相對(duì)于^|#1資用功率歸一化的雷電防護(hù)設(shè)備輸出功率與頻率的函數(shù)關(guān)系
(即Mf參數(shù)中的l^'l ):
<formula>formula see original document page 11</formula>(3)式中的Ri為輸入ffi!f[Zi的實(shí)部(即輸入電阻部分)。由(2)、 (3)
式可以衡量雷電防護(hù)設(shè)備的傳輸帶寬。
基于(2)、 (3)式輸入卩服的Matlab仿真曲線如圖5A到圖5H所示。
傳輸函數(shù)(模值)的Matlab仿真曲線如圖6A到6H所示。
防雷特性，根據(jù)大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，以沖激響應(yīng)電壓波形的衰鵬度近似鶴。
沖激響應(yīng)電壓波形衰繊快，靜電泄放效果越好。
脈沖響應(yīng)測試方法如圖7戶標(biāo)。圖7中，示波器6接到本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備l，即被測器件的輸入端8，脈沖發(fā)生器7接到雷電卩射戶設(shè)備1，即被測器 件的輸出端9。
在被測濾波器(即，雷電防護(hù)設(shè)備)輸出端饋入重復(fù)頻率lOKHz、占空系 數(shù)0.5%的矩形窄脈沖，由于柳則、搶波器斷皆織性，在輸入端將得到幅度依近 似指數(shù)規(guī)律衰減的正弦脈沖串，正弦振蕩頻率理論鵬等于被測滄波器的中心 頻率，脈沖串出復(fù)出現(xiàn)的頻率為脈沖發(fā)生器輸出的窄脈沖的重復(fù)頻率。旨脈 沖串從峰值衰減到37%峰值的時(shí)間定義為脈沖響應(yīng)的阻尼時(shí)間。
圖8為阻尼特性測試曲線圖。輸入、輸出端的電阻為匹配電阻，用于保障 被測器件的卩m匹配。
/AJ:^基于(2)、 (3)式仿真曲線圖5A到5H可知，無論是由匹酉改寺性定 義的頻帶寬度，還是由傳輸待性定義的頻帶寬度，都是Q值的減函數(shù)、耦合系 數(shù)的增函數(shù)。根據(jù)電路時(shí)域特性與頻域特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，頻域內(nèi)較寬的頻帶寬 度，必然對(duì)應(yīng)時(shí)域內(nèi)較決的衰 鵬度(較小的時(shí)間常數(shù))。
由此可知，獲得良好靜電泄放性能的唯一途徑是增大電感線圈之間的耦合 系數(shù)K (同時(shí)減小回路Q值)，逸就是采用平面螺旋線圈的根本原因。
在獲得良好靜電泄放特性的同時(shí)，必然伴隨著雷電防護(hù)設(shè)備頻帶寬度的展 寬。匹配帶寬的展寬，有利于激訴連路各部分之間的匹配；傳輸帶寬的展寬， 對(duì)保證鄉(xiāng)機(jī)音頻頻率相應(yīng)指標(biāo)有利。
以下為909KHz雷電防護(hù)設(shè)備測i辦本圖9A為輸入卩鵬測i辦本；圖 9B為輸入駐波比測i辦本；圖9C為M31特性測i對(duì)羊本；圖9D為沖激響應(yīng)測 i辦本。
應(yīng)用平面螺旋電感線圈，工作頻率lMHz左右，雷電防護(hù)設(shè)備ilJl特性的 2dB帶寬可以做到120KHz以上。應(yīng)用傳統(tǒng)的立體螺旋線圈，同樣^(牛下的帶 寬做到25KHz是非常困難的。
本發(fā)明所提供中波廣播對(duì)t鏈路中的雷電防護(hù)設(shè)備，但它不承擔(dān)濾波、選 頻效用，所以)^慮波度不做ftf可要求。
平面電感線圈所用導(dǎo)體除選自銅、鋁、銅包鋼、銅鍍銀外，還可以選其它 高表面電導(dǎo)率的材料；線圈支撐架除選聚乙烯、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧玻璃、片狀 膜塑料(SMC)夕卜，還可選高機(jī)械虧雖、高絕^^號(hào)的其它絕緣材料。
許多電子裝置，如發(fā)射機(jī)等可以安裝本發(fā)明的雷電防護(hù)設(shè)備，以抑制、泄
放、阻尼來自天纖系統(tǒng)的雷電干擾和大氣放電，對(duì)電子裝魏到很好的做 作用。
雖然本發(fā)明是通過上述附圖示出的實(shí)施例進(jìn)行解釋的。但本領(lǐng)域的
技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，而是覆蓋了不脫離本
發(fā)明的精神的各種變化或者變型。因而，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求 書及其等效物限定。
權(quán)利要求
1、一種用于廣播發(fā)射鏈路中的防雷設(shè)備，其包括，第一電容器、第二電容器，第一平面電感線圈、第二平面電感線圈，其中，所述第一和第二平面電感線圈，均為平面螺旋形狀，匝數(shù)為N，其中，N為大于或者等于1的自然數(shù)；所述第一和第二平面電感線圈由十字交叉的絕緣材料構(gòu)成的絕緣支架支撐，每個(gè)固定螺絲均配備電暈放電環(huán)，防止電暈放電；第一和第二平面電感線圈平行、相對(duì)安裝，且保持一定距離；第一電容器與所述第一平面電感線圈組成初級(jí)諧振回路，第二電容器與所述第二平面電感線圈組成次級(jí)諧振回路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的防雷設(shè)備，其特征在于戶，第一和第二平面電感線 圈所用導(dǎo)體選自下歹IJ導(dǎo)體中的一種銅、鋁、銅包鋼、銅鍍銀；戶艦線圈支架所用絕緣材料選自下列材料中的一種聚乙烯、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧玻璃、片狀膜塑料
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的防雷設(shè)備，其特征在于，戶皿平面螺旋電感線圈開刻犬為矩形、方形、圓形、菱形平面螺旋開娥中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一防雷設(shè)備，其特征在于，M^第一平面電感線圈與所述第二平面電感線圈組成的平面螺旋糊犬可以相同或不同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l一3中的任一防雷設(shè)備，其特征在于，所述第一平面電 感線圈與所述第二平面電感線圈的自感系數(shù)可以相同或不同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1—3中的任一雷電防護(hù)設(shè)備，其特征在于，戶脫每個(gè)固 定螺絲配備的電暈放電環(huán)為1個(gè)或2個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求i一3中的任一防雷設(shè)備，其特征在于，戶;f^初級(jí)諧振回路與所述次級(jí)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)可以相同或不同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l一3中的任一防雷設(shè)備，其特征在于，次級(jí)負(fù)載卩m與 初級(jí)輸入卩 可以相等或不相等。
9、 一種電子裝置，^f寺征在于，安裝了權(quán)利要求l一8中的任一種防雷設(shè)備。
10、 一種平面電感線圈的制作方法，該方、 跑括如下步驟根據(jù)設(shè)備功率等級(jí)，選取合適的導(dǎo)體管材和直角彎頭； 根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，截?cái)鄬?dǎo)體管材； 將截?cái)嗪蟮膶?dǎo)體管材、直角彎頭固定于專用模具；用焊接工藝，逐^h焊接每匝四角的直角彎頭，使之與導(dǎo)體管材緊密焊接在一起并形成平面螺旋線圈；將平面螺旋線圈打磨、拋光；給打平面螺旋線圈打孔，用于固定螺絲；將平面螺旋線圈、絕緣支架、電暈放電環(huán)用螺絲裝配在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述導(dǎo)體管材和戶脫直角彎頭選自下列導(dǎo)體中的一種銅、鋁、銅包鋼或者銅鍍銀。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種防雷設(shè)備以抑制、泄放、阻尼天饋線系統(tǒng)的雷電干擾和大氣放電，其包括，第一電容器、第二電容器，第一平面電感線圈、第二平面電感線圈，所述第一和第二平面電感線圈，均為平面螺旋形狀，匝數(shù)為N，其中，N為大于或者等于1的自然數(shù)；所述第一和第二線圈由十字交叉的絕緣材料構(gòu)成的支架支撐，每個(gè)固定螺絲均配備電暈放電環(huán)，防止電暈放電；第一和第二平面電感線圈平行、相對(duì)安裝，且保持一定距離；第一電容器與所述第一平面電感線圈組成初級(jí)諧振回路，第二電容器與所述第二平面電感線圈組成次級(jí)諧振回路。
文檔編號(hào)H01F17/00GK101355250SQ20081011152
公開日2009年1月28日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者楊偉方 申請人:湯姆遜廣播電視技術(shù)(北京)有限公司