[实用新型]一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头

权利要求书

1.一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，包括金属接地板和等效电路图，其特征在于：所述金属接地板(1)的一端固定设有绝缘支座(2)，所述绝缘支座(2)的内部固定设有天线(3)，所述金属接地板(1)的底部固定连接有屏蔽盖板(4)，所述金属接地板(1)的内部镶嵌有线槽(5)，所述线槽(5)的内部设有同轴线(6)，所述金属接地板(1)的另一端固定设有SMA接口(7)；

所述等效电路图中包括有电场探头、等效阻抗、积分电路和测量终端，所述电场探头等效为受电场变化引起的电流源和由分布电感电容C1组成的电路，所述同轴线(6)等效为传输阻抗，所述积分电路采用RC电路来将探头采集到的微分信号转换为一定频率带宽的时域信号，所述测量终端为示波器；

所述电场探头的传输阻抗可通过以下公式获得：

通过计算可得，当θ角度为47°时，输出阻抗约为50Ω，此时输出端直接连接50Ω的同轴线(6)即可；

在积分器的工作频率范围内ω＜＜1/(RC)，所述电场探头的输出电压幅值由以下公式表达：

所述电场探头配合积分器输出电压波形约正比于电场波形，而输出电压幅值与天线(3)面积成正比，在保证θ角度不变的情况下，增加高度即可增加面积，同时增加输出电压幅值。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述天线(3)采用倒锥形球面结构设计，所述天线(3)的锥尖朝向所述金属接地板(1)，且锥尖与所述金属接地板(1)平齐，以及锥面与接地板之间呈θ角度。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述锥尖与所述同轴线(6)电性焊接在一起，所述同轴线(6)外的所述线槽(5)为屏蔽层，所述线槽(5)与所述金属接地板(1)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述绝缘支座(2)和所述天线(3)通过第一固定件(8)和第二固定件(9)固定连接在所述金属接地板(1)上。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述金属接地板(1)反面开有槽，所述屏蔽盖板(4)卡合连接在所述金属接地板(1)的槽内，并且所述屏蔽盖板(4)进行屏蔽，所述同轴线(6)的输出端电性连接50Ω的所述SMA接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述天线(3)用来根据电场变化量产生感应电流，所述感应电流经所述同轴线(6)输出至积分电路，然后将感应电流传输至示波器OSC监测显示。

7.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述积分电路中包括有电阻R1和电容C2，所述电阻R1和所述电容C2之间电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述天线(3)的锥尖与所述金属接地板(1)之间夹角为47°、锥尖部分的角度为86°，所述天线(3)的顶部接收信号端采用球形设计。

9.根据权利要求1所述的一种基于分布电容分压原理的纳秒级电场测量探头，其特征在于：所述金属接地板(1)的内部开设有孔，所述金属接地板(1)中的孔直径与所述线槽(5)外径尺寸相同。