[发明专利]一种有源射频天线雷电防护系统及防护方法

说明书

本发明公开的一种有源射频天线雷电防护系统，包括雷电防护模块，还包括射频信号输入模块，射频信号输入模块通过馈线依次连接电子开关和射频信号输出模块，雷电防护模块连接于电子开关一端，电子开关另一端还依次连接有控制模块和数据采集模块，且电子开关、控制模块和数据采集模块均与电源连接；本发明的有源射频天线雷电防护系统解决了现有的防雷器件对高频天线信号强度及接收功率产生影响而导致天线的传输性能降低的问题；采用该雷电防护系统进行有源射频天线的雷电防护方法有效的防止了现有雷电防护器件对射频天线的插损和驻波比影响，提高了射频信号的传输性能，且防护方法简单易行。

技术领域

本发明属于雷电防护设备技术领域，涉及一种有源射频天线雷电防护系统，本发明还涉及利用该防护系统进行有源射频天线雷电防护的方法。

背景技术

飞机在飞行过程中，难免会遇到雷电等恶劣天气。在雷电交加的天气里飞行，一旦遭受雷击，机身外部的突出部分，如接收或发射天线就极易受到雷击干扰甚至损坏，导致功能丧失，影响飞机的正常飞行。雷电浪涌干扰也会随着外部设备遭受雷击而引入飞机内部，影响飞机通讯系统和其他航电的损坏。因此要在恶劣环境下正常飞行，就要在飞机上增加相应的雷电抑制设备。

雷电抑制设备针对低频信号施加时，可以实时的保护低频信号免遭雷击，随着科技的发展，通讯数据量的不断增加，数据的大规模传输使得天线的频段在不断提高，当高频天线频率达到1GHz以上时，天线线路上的微小变化，对天线的插损和驻波比影响都很大，通过传统的方法施加防雷器件到高频天线线路上，势必对天线信号的插损和驻波比产生非常大的影响，从而降低天线的传输性能，因此，高频天线的防雷保护方法，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有源射频天线雷电防护系统，解决了现有的防雷器件对高频天线信号强度及接收功率产生影响而导致天线的传输性能降低的问题。

本发明的另一个目的是提供一种有源射频天线的雷电防护方法，有效的防止了现有雷电防护器件对射频天线的插损和驻波比影响，提高了射频信号的传输性能。

本发明所采用的技术方案是，一种有源射频天线雷电防护系统，包括射频信号输入模块，射频信号输入模块通过馈线分别连接有射频信号输出模块和电子开关，电子开关依次连接有控制模块和数据采集模块，数据采集模块中分别连接有温湿度传感器、高度传感器、大气压传感器、经纬度传感器、电磁场传感器；电子开关还连接有雷电防护模块，且电子开关、控制模块和数据采集模块均与电源连接。

本发明的特点还在于：

温湿度传感器分别为K型热电偶温度传感器和Honeywell低功耗电压输出型湿度传感器HIH-5030/5031-001；所述大气压传感器为数字气压传感器BMP085；所述经纬度传感器为超声波经纬度传感器US200-12A；所述电磁场传感器为AT8900近场探头。

电子开关采用光耦继电器G3VM-81GR；雷电防护模块中的器件采用二极管SMCJ18CA和气体放电管EZ0-A90XSMD；所述控制模块中的微处理器采用STM32F103。

本发明采用的另一个技术方案是，一种有源射频天线的雷电防护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，飞机飞行时，通过所述数据采集模块中的温湿度传感器、高度传感器、大气压传感器、经纬度传感器和电磁场传感器分别对环境中的温度、湿度、高度、大气压、经纬度及电磁场强度进行数据采集分析，计算雷暴产生的概率P；

步骤2，通过控制模块判断步骤1中雷暴产生的概率P与雷暴安全阈值K的关系，当P＞K时，控制模块控制电子开关闭合，射频信号输入模块与射频信号输出模块之间通过电子开关与雷电防护模块连接，对射频信号进行防雷保护；当P≤K时，控制模块控制电子开关断开，射频信号输入模块与射频信号输出模块直接相连，射频信号正常工作；

步骤3，重复上述步骤，直至飞机降落，防护完成。