[实用新型]宽带全向场强探头

说明书

技术领域

本实用新型属于电场强度检测传感器技术领域，尤其涉及一种用于空间的电磁辐射测量的0.2MHz～3GHz宽带全向场强探头。

背景技术

电磁波自发现之日起便对人类社会形成了深刻影响。而今，无线电存在着众多应用领域和形式：从日常生活中的广播电视、移动通讯、卫星导航、网络信息、卫生医疗，到国防军事中的监控识别、导弹制导、电子对抗，再到城市内部的超高压输电，它们无时无刻不在为人类社会的进步和发展提供着诸多便利的条件。然而，电磁波在现代社会带来巨大变革的同时，随之而来的是日益严重的电磁污染和危害。电磁辐射不仅会影响人类的身体健康，而且会干扰其周围电子仪器的正常工作。为了及时准确地获取空间电场强度的幅值、有效地降低电磁辐射造成的危害，对电磁辐射监测的核心部件——电场探头的设计研究有重要应用价值。

电磁辐射测量探头应用广泛，在无线电计量领域中，电场探头用来为国家基准提供量值传递和溯源；在微波暗室的检测中，电场探头用来测试待测装置处电场强度均匀性；在电磁兼容性的检测中，电场探头用来测试待测设备处节点电场强度；在环境影响评估的测试中，电场探头用来测试电磁辐射环境中电场强度。

电场探头由三个相互正交放置在介质板上的偶极子、检波电路及高阻馈线组成，偶极子作为接收天线感应空间的电场信号并将其转换成高频电信号，通过后端非线性检波器高频电信号检波输出成直流电信号，然后整形网络和低通滤波器对检波后的直流电信号进行整形和滤波，最后由高阻传输线传至后端处理电路。

按驻波电流分布的普通偶极子天线对频率变化很敏感，为了避免电场探头出现带内谐振现象，置于绝缘介质基板之上的偶极子天线臂总长度一般控制在1mm～3mm，小偶极子作为测量天线很难满足所要求的平坦度和灵敏度，因此近年来的探头采用行波偶极子作为探测天线，将偶极子天线臂的电阻按锥削变化，用氮化钽薄膜经光刻制成，并且锥削变化的偶极子与高阻引线和二极管连接处均使用薄膜淀积和光刻技术制成的金连接片，这种做法虽然能够使探头的频率响应有所提高，然而选择制作探头的材料每一样都代价昂贵，并且做功极为细致，增加探头的生产成本，制约了探头的推广使用。另外，作为连接电场探头前端感应部分和后端处理电路的高阻薄膜传输线，构成一个由内部引线分布电容同高损耗串联电感所组成的低通分布参数滤波器，对测量精度影响很大，之前的探头采用薄膜镍铬合金(NiCr)以光刻技术制成作为高阻馈线，由于其生产工艺复杂，成本高从而影响了这种探头的推广使用。针对这些问题，设计工艺简单、性能稳定的电场探头具有重要的实际应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种偶极子天线臂上加载集总式阻抗的宽带全向场强探头，可以提高天线的平坦度和灵敏度，简化制作工序和降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

宽带全向场强探头，包括：绝缘外壳、支撑所述绝缘外壳的绝缘支杆、设置于所述绝缘外壳内的介质基板，所述每一介质基板上设置有一对直偶极子天线；3块介质基板围成底面为等边三角形的空心三棱柱，一块介质基板上的直偶极子天线与相邻介质基板上的偶极子天线之间为正交布置，所述直偶极子天线的天线臂上设置有3个均匀间隔的表贴电阻，所述3个表贴电阻将天线臂四等分，所述每对直偶极子天线的天线臂之间跨接有射频检波二极管；在所述介质基板上设置有由并行布置的微带线构成的整形滤波网络，所述微带线的前端与所述偶极子天线的天线臂相连且连接于所述射频检波二极管的端部，微带线的后端与相邻介质基板上的微带线通过直插电阻相连，所述整形滤波网络的输出端与双绞传输线相连；所述双绞传输线穿过所述绝缘支杆后与信号处理电路相连。

本实用新型的射频检波二极管为肖特基低势垒检波二极管。

本实用新型的双绞传输线由两根相互绝缘的铜导线互相绞合而成。

本实用新型的从所述天线臂的内端向外端设置的电阻的阻值依次为200Ω、110Ω和10Ω。

本实用新型的每一微带线上设置有6个间隔设置的电阻。

本实用新型的每一微带线上从上到下排列的电阻中，前两个电阻的阻值依次为390kΩ、100kΩ，后四个电阻的阻值为10kΩ。

本实用新型的每一对微带线间跨接有1pF的电容，所述电容位于第二个电阻与第三个电阻之间，所述整形滤波网络的输出端处并联有阻值为470kΩ的输出电阻。

本实用新型的介质基板的长为50mm、宽为46mm、厚度为1mm。

本实用新型的直偶极子天线直线距离总长为50mm，天线臂宽为0.1mm。