技术领域
[0001] 本实用新型涉及电磁脉冲防护的技术领域，尤其是涉及一种射频同轴直流与射频通路复用强电磁脉冲综合防护装置。
背景技术
[0002] 目前，随着DC-3000MHz频带内的短波、超短波、超高频无线装备和设施被广泛地应用到
人工智能装备、科学研究、外空探测、国防建设、国土安全防御、卫星导航、无线通信等工程应用领域里，各类无线装备和设施的收发系统就被置于复杂的电磁环境中。无线收发系统设备尤其是天线和同轴
馈线暴露在设备的外面，极易遭受各类瞬态强电磁脉冲的侵扰，并通过天线和馈线将各类瞬态强电磁脉冲引入到收发系统内部造成系统内的关键敏感设备损坏，从而影响无线装备和设备的正常工作。
[0003] 现有的，在DC-3000MHz频带强瞬态电磁脉冲防护中，直流（DC）传输线路极易遭受微秒级（us）慢速前沿（以下简称“慢沿”）强瞬态电磁脉冲（如雷电电磁脉冲）侵扰,射频同轴设备也极易遭受慢沿强电磁脉冲（如雷电电磁脉冲）的侵扰和损毁，在这个频带内，慢沿强瞬态电磁脉冲（如雷电电磁脉冲）的防护技术研究得最多，技术和工程实践相对丰富成熟。
[0004] 上述中的
现有技术方案存在以下
缺陷：射频同轴设备也容易受到纳秒级（ns）及以下快速前沿（以下简称“快沿”）强瞬态电磁脉冲（如核电磁脉冲、高功率
微波脉冲）的带内侵扰和烧毁，此时慢沿强瞬态电磁脉的防护技术难以对射频同轴设备进行防护，导致射频同轴设备损坏。实用新型内容
[0005] 针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种射频同轴直流与射频通路复用强电磁脉冲综合防护装置，具有使射频同轴设备不易遭受强电磁脉冲损坏的优点。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种射频同轴直流与射频通路复用强电磁脉冲综合防护装置，包括
金属化安装盒体和设置在金属化安装盒体上输入转换端口和输出转换端口；
[0007] 还包括，
[0008] 输入传输线，连接在输入转换端口上，用于传输输入
信号；
[0009] 输出传输线，连接在输出转换端口上，用于传输
输出信号；
[0010] 电磁脉冲防护单元，连接在输入传输线和输出传输线上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲和快速前沿强瞬态电磁脉冲进行泄放。
[0011] 通过采用上述技术方案，当遇到慢速前沿强瞬态电磁脉冲,慢速前沿强瞬态电磁脉冲从输入转换端口传输至输入传输线上，然后通过电磁脉冲防护单元进行泄放，然后再通过输出传输线输出至输出转换端口上，从而保护输出转换端口上连接的设备；当遇到快速前沿强瞬态电磁脉冲，快速前沿强瞬态电磁脉冲从输入转换端口传输至输入传输线上，然后通过电磁脉冲防护单元进行泄放，然后再通过输出传输线输出至输出转换端口上，从而保护输出转换端口上连接的设备，使设备不易损坏。
[0012] 本实用新型进一步设置为：所述电磁脉冲防护单元包括，
[0013] 慢沿防护单元，连接在输入传输线上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的中等
电流和最大浪涌过电流进行泄放；
[0014] 慢沿隔离单元，同时与输入传输线和输出传输线连接，用于隔离慢速前沿强瞬态电磁脉冲并使快速前沿强瞬态电磁脉冲通过，使
射频信号通过；
[0015] 共用单元，连接在输出传输线上且与慢沿防护单元连接，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的前沿小电流和快速前沿强瞬态电磁脉冲进行泄放。
[0016] 通过采用上述技术方案，当慢速前沿强瞬态电磁脉冲输入时，慢沿隔离单元隔离慢速前沿强瞬态电磁脉冲，慢沿防护单元和共用单元通过三级泄放的方式将慢速前沿强瞬态电磁脉冲的前沿小电流、中等电流和最大浪涌过电流进行泄放，从而对设备进行保护；当快速前沿强瞬态电磁脉冲输入时，慢沿隔离单元使快速前沿强瞬态电磁脉冲通过，通过共用单元对快速前沿强瞬态电磁脉冲进行泄放。
[0017] 本实用新型进一步设置为：所述慢沿防护单元包括，
[0018] 慢沿匹配模
块，连接在输入传输线上，用于阻碍快速前沿强瞬态电磁脉冲并使慢速前沿强瞬态电磁脉冲通过；
[0019] 一级泄放模块，连接在慢沿匹配模块上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的最大浪涌过电流进行泄放；
[0020] 二级泄放模块，通过第一扼流电感连接在一级泄放模块上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的中等电流进行泄放。
[0021] 通过采用上述技术方案，当快速前沿强瞬态电磁脉冲到达慢沿匹配模块时，慢沿匹配模块限制快速前沿强瞬态电磁脉冲的通过，当慢速前沿强瞬态电磁脉冲到达慢沿匹配模块时，慢速前沿强瞬态电磁脉冲通过慢沿匹配模块，第一扼流电感快速提升一级电流泄放模块处的
电压，从而使一级泄放模块对最大浪涌过电流进行泄放，二级模块对中等电流进行泄放，实现对设备的保护。
[0022] 本实用新型进一步设置为：所述共用单元包括，
[0023] 三级泄放模块，通过第二扼流电感连接在二级泄放模块上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的前沿小电流和快速前沿强瞬态电磁脉冲进行泄放，所述第一扼流电感与第二扼流电感
串联；
[0024] 快沿匹配模块，同时与输出传输线和三级泄放模块连接，用于使慢速前沿强瞬态电磁脉冲通过，检测输出传输线上的快速前沿强瞬态电磁脉冲，并根据检测结果确定是否使快速前沿强瞬态电磁脉冲通过。
[0025] 通过采用上述技术方案，当慢速前沿强瞬态电磁脉冲到达时，三级泄放模块对前沿小电流进行泄放，最后将不损伤设备的信号通过快沿匹配模块传输至输出传输线处；快沿匹配模块对输出传输线上的快速前沿强瞬态电磁脉冲检测，若存在快速前沿强瞬态电磁脉冲时，使快速前沿强瞬态电磁脉冲通过，到达三级泄放模块，实现快速前沿强瞬态电磁脉冲的泄放，第二扼流电感快速提升二级电流泄放模块处电压，从而使二级电流泄放模块进行快速泄放。
[0026] 本实用新型进一步设置为：所述一级泄放模块包括，
[0027] 一级电流泄放模块，连接在慢沿匹配模块上，用于对最大浪涌过电流进行泄放；
[0028] 一级削波模块，连接在慢沿匹配模块上且与一级电流泄放模块并联，用于对脉冲电压尖峰进行限制。
[0029] 通过采用上述技术方案，第一电流泄放模块对最大浪涌过电流进行泄放，一级削波模块对脉冲电压尖峰进行限制，从而减少慢速前沿强瞬态电磁脉冲对设备的损伤。
[0030] 本实用新型进一步设置为：所述二级泄放模块包括，
[0031] 第一扼流电感，连接在慢沿匹配模块上，用于快速提升一级电流泄放模块处电压；
[0032] 二级电流泄放模块，连接第一扼流电感上，用于对中等电流进行泄放。
[0033] 通过采用上述技术方案，第一扼流电感快速提升一级电流泄放模块处的电压，从而使一级泄放模块较为迅速的进行泄放，二级电流泄放模块对中等电流进行泄放，从而对设备进行保护。
[0034] 本实用新型进一步设置为：所述三级泄放模块包括，
[0035] 三级
半导体嵌位模块，连接在快沿匹配模块上，用于对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的前沿小电流进行泄放；
[0036] 二级削波模块，连接在快沿匹配模块上且与三级半导体嵌位模块并联，用于对脉冲电压尖峰进行限制；
[0037] 所述三级半导体嵌位模块和二级削波模块均与第二扼流电感连接。
[0038] 通过采用上述技术方案，三级半导体嵌位模块对慢速前沿强瞬态电磁脉冲中的前沿小电流进行泄放，第二扼流电感快速提升二级电流泄放模块处电压，从而使二级电流泄放模块进行快速泄放，二级削波模块对脉冲电压尖峰进行限制，从而对设备进行保护。
[0039] 本实用新型进一步设置为：所述快沿匹配模块包括，
[0040] 前沿电压检测单元，连接在输出传输线上，用于检测快沿强瞬态电磁脉冲前沿电压电位；
[0041] 低阻单元，连接在三级半导体嵌位模块上，用于阻碍低频信号并使高频信号通过；
[0042] 高阻单元，连接在三级半导体嵌位模块上，用于阻碍高频信号并使低频信号通过；
[0043]
电路切换单元，连接在前沿电压检测单元上，用于根据前沿电压检测单元传输的信号将电路切换至低阻单元或高阻单元。
[0044] 通过采用上述技术方案，前沿电压检测单元对快沿强瞬态电磁脉冲前沿电压电位进行检测，当检测到前沿电压时，电路切换单元将电路切换至低阻单元，从而使快沿强瞬态电磁脉冲通过，实现快沿强瞬态电磁脉冲的泄放；当未检测到前沿电压时，电路切换单元将电路切换至高阻单元，从而使低频信号通过，实现直流信号的传输。
[0045] 本实用新型进一步设置为：所述金属化安装盒体包括容纳壳体和固定连接在容纳壳体上的盖板，所述盖板上开设有接地螺孔，所述输入转换端口和输出转换端口位于容纳壳体的两侧。
[0046] 通过采用上述技术方案，盖板和容纳壳体对内部的电路模块进行保护，同时也方便对内部电路模块进行检修，接地螺孔可安装接地
螺栓，从而对内部电路模块进行保护。
[0047] 本实用新型进一步设置为：所述容纳壳体上开设有防
水槽，所述防水槽内嵌设有防水圈，所述防水圈与输入转换端口和输出转换端口抵触，所述容纳壳体上开设有密封槽，所述密封槽内嵌设有
密封圈，所述盖板与密封圈抵触。
[0048] 通过采用上述技术方案，防水圈和防水槽的设置，密封圈和密封槽的设置，使得外界的水难以进入到容纳壳体内，从而对容纳壳体内的电路模块起到较好的保护作用。
[0049] 综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
[0050] 1、通过设置电磁脉冲防护单元，电磁脉冲防护单元对慢速前沿强瞬态电磁脉冲和快速前沿强瞬态电磁脉冲进行泄放，从而对设备起到一个较为全面的保护，使设备不易受损；
[0051] 2、通过设置一级泄放模块、二级泄放模块和三级泄放模块，从而实现对慢速前沿强瞬态电磁脉冲的前、中、后三段进行泄放，较为快速的实现泄放，对设备进行保护；
[0052] 3、通过设置快沿匹配模块，在感应到前沿电压时，及时进行电路的转换，对快沿强瞬态电磁脉冲进行泄放，同时又不对信号的传输造成影响。
附图说明
[0053] 图1为本实用新型的外部结构示意图；
[0054] 图2为体现防水槽与防水圈的连接结构剖面示意图；
[0055] 图3为体现密封槽与密封圈的连接结构剖面示意图；
[0056] 图4为体现慢沿防护单元与共用单元的结构系统
框图；
[0057] 图5为快沿匹配模块的内部结构框图；
[0058] 图6为偏置条件的结构示意图；
[0059] 图7为仅有直流电压通过射频同轴传输线的结构示意图。
[0060] 附图标记：1、金属化安装盒体；11、容纳壳体；111、密封槽；112、密封圈；12、盖板；13、接地螺孔；14、安装孔；15、输入转换端口；151、输入传输线；16、输出转换端口；161、输出传输线；18、防水槽；19、防水圈；2、电磁脉冲防护单元；21、慢沿防护单元；211、慢沿匹配模块；212、一级泄放模块；213、二级泄放模块；22、慢沿隔离单元；23、共用单元；231、三级泄放模块；232、快沿匹配模块。
具体实施方式
[0061] 以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0062] 参照图1和图2，为本实用新型公开的一种射频同轴直流与射频通路复用强电磁脉冲综合防护装置，包括金属化安装盒体1，金属化安装盒体1包括容纳壳体11和盖板12。呈L形的盖板12通过螺栓固定连接在容纳壳体11上，盖板12的端部开设有接地螺孔13。容纳壳体11的两侧开设有安装孔14，容纳壳体11的两侧安装有输入转换端口15和输出转换端口16，输入转换端口15和输出转换端口16均安装在安装孔14内，安装孔14的内壁上开设有防水槽18，防水槽18内嵌设有采用
橡胶制成的防水圈19，防水圈19与输入转换端口15、输出转换端口16抵触。参照图3，容纳壳体11上开设有密封槽111，密封槽内嵌设有采用橡胶制成的密封圈112，盖板12与密封圈112抵触。
[0063] 参照图2和图4，输入转换端口15上安装有输入传输线151，输出转换端口16上安装有输出传输线161。输入传输线151和输出传输线161之间设置有电磁脉冲防护单元2，电磁脉冲防护单元2位于金属化安装盒体1内。电磁脉冲防护单元2包括慢沿防护单元21、慢沿隔离单元22和共用单元23，慢沿防护单元21包括慢沿匹配模块211、一级泄放模块212和二级泄放模块213，慢沿匹配模块211电连接在输入传输线151上，慢沿匹配模块211为电感或具有电感等效作用的器件。
[0064] 一级泄放模块212包括一级电流泄放模块和一级削波模块，一级电流泄放模块为气体
放电管或高电压大电流
开关型半导体管堆，一级削波模块由电容分立器件组成或对交流
短路的器件组成，一级泄放模块212的一端电连接在慢沿匹配模块211远离输入传输线151的一端，另一端接地，一级削波模块的一端电连接在慢沿匹配模块211远离输入传输线
151的一端，另一端接地，一级泄放模块212与一级削波模块并联。
[0065] 二级泄放模块213包括第一扼流电感和二级电流泄放模块，第一扼流电感的两端分别与慢沿匹配模块211远离输入传输线151的一端和二级泄放模块213电连接，二级泄放模块213远离第一扼流电感的一端接地，二级泄放模块213为压敏
电阻器件或电压开关型半导体管堆。
[0066] 共用单元23包括三级泄放模块231和快沿匹配模块232，三级泄放模块231包括三级半导体嵌位模块、二级削波模块和第二扼流电感，第二扼流电感的两端分别与二级泄放模块213远离接地端的一端和三级半导体嵌位模块电连接，二级削波模块与三级半导体嵌位模块电连接，三级半导体嵌位模块和二级削波模块均接地，三级半导体嵌位模块与二级削波模块并联。三级半导体嵌位模块为
二极管半导体器件，二级削波模块由电容分立器件组成或对交流短路的器件组成。
[0067] 参照图4和图5，快沿匹配模块232包括前沿电压检测单元、低阻单元、高阻单元和电路切换单元，前沿电压检测单元为边沿触发器，电路切换单元包括基极电连接在边沿触发器的
三极管、与三极管串联的继电器，低阻单元为电容、高阻单元为电感，前沿电压检测单元与输出传输线161电连接，继电器的线圈电连接在三极管的发射极后接地，线圈远离发射极的一端接地，低阻单元和高阻单元均与三级半导体嵌位模块远离接地端的一端电连接，低阻单元和高阻单元并联，继电器的触点与低阻单元或高阻单元电连接，三极管的集
电极与高阻单元靠近三级半导体嵌位模块的一端电连接。
[0068] 参照图6，当需要适用于偏置条件时，即射频信号和直流分开注入，则匹配模块与三级半导体嵌位模块之间分离，快沿匹配模块232上电连接相同的三级半导体嵌位模块和高阻抗模块，高阻抗模块和三级半导体嵌位模块并联且均接地，高阻抗模块为电感或具有电感等效作用的器件。
[0069] 参照图7，当仅有直流电压通过射频同轴传输线传输时，去掉慢沿隔离单元22即可，此时慢沿防护单元21和共用单元23位于输入传输线151和输出传输线161之间。
[0070] 本
实施例的实施原理为：当输入传输线151上有慢沿强瞬态电磁脉冲侵扰时，会感应出低频的浪涌过电流或过电压，因慢沿隔离单元22对低频
电信号有阻隔作用，只让对应的射频信号耦合通过，因此低频感应的浪涌过电流或过电压通过慢沿防护单元21和共用单元23向被保护的设备端传播，慢沿匹配模块211、第一扼流电感和第二扼流电感对高频分量的感应过电流有推挽作用，因而对感应浪涌过电流有一定的延时缓冲作用。当感应浪涌过电流前沿到达三级泄放模块231时，三级泄放模块231立即动作将浪涌过电流的前沿泄放到地，从而电压嵌位在三级半导体嵌位模块的特征嵌位电压电位，在第二扼流电感的推挽作用下，启动二级泄放模块213的开启电压，二级泄放模块213立即对地泄放浪涌过电流前部分的中等
能量级的电流，第一扼流电感的推挽作用下，一级泄放模块212处的电压很快达到一级泄放模块212开启电压水平，一级泄放模块212开始泄放大能量级的浪涌过电流，从而完成了浪涌过电流的泄放和抑制工作。第一削波模块和二级削波模块在瞬态上完成对脉冲电压尖峰的限制作用。
[0071] 当输入传输线151上有快沿强瞬态电磁脉冲侵扰时，慢沿防护单元21对快沿强瞬态电磁脉冲有很明显的高频扼流作用，快沿脉冲会无衰减的直接通过慢沿隔离单元22，此时当快沿强瞬态电磁脉冲前沿电压电位达到快沿匹配模块232时，前沿电压检测单元将电压钳位，此时三极管导通，继电器工作，将原先位于高阻单元上的触点吸合至低阻单元处，三级泄放模块231立即响应将快沿强瞬态电磁脉冲的能量泄放，将电位降到三级半导体嵌位模块的特征嵌位电压水平。
[0072] 本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
