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用于弓网电弧电磁辐射检测的层叠式五阶变形Hilbert天线设计

王婵  李相强  贺俊铫  张健穹  王庆峰  
【摘要】:对弓网电弧电磁辐射信号进行检测是判断弓网接触状态的一种新型方法。为实现对电磁辐射信号的高性能检测,需要设计小型化、宽频带和高增益的天线传感器。以Hilbert分形天线作为研究对象,设计了一种具有叠层结构的五阶变形Hilbert分形天线传感器,其整体尺寸为150 mm×150 mm×5.2 mm。通过提高分形天线阶数,提出五阶Hilbert天线,减小谐振频率,实现天线小型化;通过引入叠层耦合结构,扩大天线带宽;通过将层叠式五阶Hilbert分形天线辐射贴片进行变形设计,进一步提高其在各频点处的增益。设计结果表明:层叠式五阶变形Hilbert天线在0~500 MHz电磁辐射能量较大的频段内驻波比小于3.5(在16~53 MHz和407~500 MHz频段内VSWR2),增益值为-38.1 dB,方向性良好。该天线的研究为用于弓网电弧电磁辐射信号检测的天线传感器设计提供了参考。

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