基于蝶形结构的局放特高频微带天线设计

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1、学校代码10701学号1207122494分类TN82号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于蝶形结构的局放特高频微带天线设计作者姓名：侯华楠一级学科：物理学二级学科：无线电物理学位类别：理学硕士指导教师姓名、职称：郭宏福高工提交日期：2014年12月DesignofPartialDischargeUHFMicrostripAntennasBasedonButterflyStructureAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoft

2、herequirementsforthedegreeofMasterinPhysicsByHouhuananSupervisor:GuohongfuDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

3、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在

4、年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要局部放电是引起电力设备产生故障的主要原因之一，局部放电加速了绝缘材料的老化，严重影响电力系统的正常运行。针对不同GIS结构局部放电产生电磁波的频谱分布特征，设计了三个不同工作频率段的特高频天线，用于检测局部放电电磁波信号的泄漏。采用系统仿真软件建立模型仿真，并根据仿真模型的结构尺寸制作实物，最后实际测试天线的基本性能，结果表明：设计的天线满足局部放电检测天线的参数指标。论文主要包含的内容如下：1.介绍局部放电的产生机理和研究背景，阐述现阶段检测局部放

5、电所用的方法及检测天线的发展趋势。针对特高频天线在局部放电检测中的应用，结合实际中GIS结构，建立相应的等效模型，利用电磁仿真软件AnsoftHFSS，得到局部放电电磁波信号在不同尺寸缝隙泄漏处的电场辐射分布特征。2.针对GIS波导中缝隙泄漏局部放电信号的辐射频谱的分布特征，基于蝶形天线的结构及基本性能参数的分析，设计了特高频宽频带蝶形微带天线，通过进一步缩小尺寸得到半圆形天线，最后利用开槽的结构形式及阻抗转换达到天线的小型化和超宽带要求。通过仿真优化使得三个天线的工作频段均与局部放电特高频信号分布频段一致，仿

6、真结果表明天线的基本参数满足局部放电检测的要求。3.使用矢量网络分析仪对所制作的蝶形天线、半圆形天线、开槽天线的基本参数进行测量，测量参数包括有回波损耗、驻波比、特征阻抗圆图，实际测量结果与仿真结果一致，这三个天线在其工作频段内阻抗匹配，增益高，频率覆盖范围广，满足局部放电检测天线的设计要求。关键词：局部放电，GIS，特高频，蝶形天线，宽带论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTPartialdischarge(PD)isoneofthemainfactorso

7、fmalfunctionofelectricpowerequipment,PDcanfurtheracceleratetheagingofinsulation,affectingseriouslythenormaloperationofpowersystem.InviewofthePDdetectionmethod,andthefrequencycharacteristicsoftheelectromagneticwave.Bythesoftwaresystemsimulationandactualtest,w

8、edesignedthreedifferentworkingfrequenciesofultrahighfrequency(UHF)antennasfordetectingPDelectromagneticwaveleakagesignal.Atthesametime,throughtheactualtesttheperformanceofantenna,parametersmeett