專利名稱：防干擾濾波和雷電流旁泄裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在一條用于傳輸高頻信號的同軸纜線中的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，它包括一個具有兩個接頭的殼體、一個穿過該殼體的內導體和一個在內導體和殼體之間的短路連接器，其中該殼體構成一個接地的外導體。
EP938166公開了EMP(電磁脈沖)旁泄放電器。EMP旁泄放電器具有一個殼體，它起到外導體作用并且接地。在殼體的沿同軸纜線插入方向延伸的第一部分中，插入一個內導體。在殼體的從第一殼部上成直角地突出的第二部分中，設有一個λ/4短路導線，它使內導體與殼體相互連接。通過這種公開的T型布局，已經可以利用適當的已知幾何形狀布局和設計獲得很好的對所連裝置、組件或設備的保護。這種EMP旁泄放電器必須符合國際標準并且例如滿足按照IEC標準的檢驗條件。盡管已經很有效了，但這種旁泄放電器具有以下缺點，即仍然有剩余脈沖并進而有剩余能量通過內導體被傳輸給所連的組件、裝置或設備。另一個缺點是，垂直于內導體地設置的并裝有λ/4短路導線的殼體部比較大并且導致該旁泄放電器的很占地的結構尺寸。這樣的旁泄放電器的裝入因λ/4部件成直角突出而經常很難進行，并且還必須保持相鄰部件之間的適當間距。這種結構形式也無法借助收縮軟管來排除外界影響，而是實際上要卷繞上防腐帶。這造成較高的成本。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的任務是提供一種防干擾濾波和雷電流旁泄裝置1，其中剩余脈沖和剩余能量被進一步減少，殼體沒有垂直突出的附加部件并且整個裝置可以緊湊并盡可能軸對稱地構成。
通過權利要求1特征部分所限定的特征來完成該任務。根據從屬權利要求的特征得到本發(fā)明的有利改進方案。
在本發(fā)明的解決方案或本發(fā)明的裝置中，內導體縱軸線和短路連接器的縱軸線大致平行地安置在內導體和殼體之間。同時，內導體和短路連接器的縱軸線的走向大致平行于裝置或殼體的縱軸線。在這里，本發(fā)明的所有必要部件布置在殼體縱軸線的周圍，從而殼體可以被設計成與縱軸線同心。這種結構導致裝置的緊湊的圓柱形結構，其中纜線的輸入端和輸出端或相應的接頭在同一軸線上并且與裝置縱軸線重合。通過設置兩個相互對著的并構成內導體和外導體之間的斷路連接器的短路導線，得到了其它優(yōu)點。如果因雷擊或其它電磁事件而出現的干擾脈沖通過這兩個相互對著的短路導線被旁泄給大地，則部分消除了應電感效應而導致的在此出現的電壓。結果，在裝置輸出端上出現的剩余脈沖和剩余能量明顯減少。與用于同一功率范圍的并具有垂直突出的λ/4放電器的傳統裝置相比，在本發(fā)明的解決方案中，電壓聲譽脈沖例如可以減少4倍，剩余能量例如可以減少30倍。這些倍數可以根據各元件的結構和材料選擇而大范圍地變化，但在任何情況下，都明顯減少了剩余脈沖和剩余能量。
由此得到本發(fā)明解決方案的其它優(yōu)點，即這兩個短路導線不是具有標準的λ/4放電器，而是通過按照本發(fā)明布局和在內導體與兩個短路導線之間的外端連接區(qū)的設計結構，可以縮短短路導線的幾何長度。由此形成所謂的電氣延長的λ/4短路導線。在一個等效電路圖中，每個短路導線具有一個電容和一個電感，它們并聯工作。通過這種實施形式，得到了裝置的寬帶工作區(qū)，例如用于1.7-2.5GHz的高頻信號。通過改變在內導體和短路導線上的電容和電感，可以通過已知方式大范圍地潑醅于其它頻段。通過在內導體中裝入一個附加的高通濾波器，確切地說是在與裝置部分連接的連接端上，可以進一步減小已明顯減少的剩余能量。通過本發(fā)明的解決方案明顯減少剩余脈沖使得省略精密保護電路成為可能，而在其它已知的解決方案中，精密保護電路是必需的。
除了緊湊的同心結構外，本發(fā)明的解決方案還使得在相互對準的短路導線端和殼體之間裝入附加的脈沖旁泄元件成為可能。作為附加的脈沖旁泄元件，例如可以使用氣體放電式放電器或變阻二極管或二極管，其中這些元件在裝置的工作頻段內被去耦。這種結構實現了饋入電壓的傳輸。因此，該裝置也能被用于相應的附加脈沖旁泄元件的RF去耦，而不會減弱互調性能。
圖2是沿

圖1的I-I線的裝置1的橫截面圖。在這里，可以看到板26，在該板的中心插入連接件21的內部分24并且該內部分與板連接。在外移后，短路導線6的外端11和內導體3的區(qū)域13也與板26連接。板26被殼體同心包圍著并且在板26和殼體2之間有電介質20，在這里就是空氣。
圖3示出了裝置1的另一個橫截面，確切地說是沿圖1的II-II線。在這里，可以看到內導體3和短路導線6，它們的走向大致相互平行并且與縱軸線9平行。內導體3和短路導線5、6都被埋入電介質20中，所述電介質在這里由絕緣體27構成并例如由特氟龍材料制成。本發(fā)明的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置例如象圖1-3所示和所述的那樣具有緊湊且最小的結構尺寸。它能夠大密度地封裝導體并且不需要現有部件。殼體2和進而整個裝置1可以被設計成圓柱形并因此可以被安裝在圓孔里，不需要注意取向定位問題。并列的導體插入槽可以緊密排列，而不會使干擾各裝置1的部件相互干擾或出現損傷。這種結構形式可以簡單地通過收縮軟管而不受外界影響。同時，本發(fā)明的裝置1具有明顯減少的剩余脈沖和剩余能量。如果舉例示出的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置1遇到其波形為8/20μs的標準化脈沖電流，則例如留下約為16伏的電壓剩余脈沖和25kA下的約13μJ剩余能量。如果一個常見的用于同樣頻帶的并具有一個垂直突起的λ/4短路導線的裝置接受相同的試驗，則該常見裝置具有70伏的電壓剩余脈沖和25kA下的約430μJ剩余能量。同時，本發(fā)明所例舉出的裝置1按照寬帶地被設計用于1.7-2.5GHz的頻段。寬帶設計方式可以被用在從約400MHz到插接連接器的上極限頻率的整個應用范圍內。所示例子的殼體2的外直徑包括該插接連接器等于29毫米，與連接件21有關的裝置1總長約為72毫米。與應用領域和插接連接器或要傳輸的高頻段有關，尺寸相應變化。
圖4示出了圖1的高頻技術裝置1的等效電路圖。內導體3和外導體4在輸入端19和輸出端18之間延伸。在這里，輸入端或輸出端19或18按照脈沖方向來定，即輸入端19例如指向天線，輸出端18指向要保護的裝置。由內導體3構成的總線包括一個電容30、一個電感32、一個電容34、一個電感33和另一個電容31。這些部分具有不同的電抗值。短路導線5、6在等效電路圖中分別由一個電感35和一個并聯電容36表示。外導體4或殼體2接地。
在圖5中，示出了與圖4中相同的等效電路圖，不過，在這里還在總線或內導體3的輸出端18前形成一個電容37。電容37通過本身已知的方式構成一個高通濾波器并且用于進一步減少剩余能量。
圖6示出了本發(fā)明裝置的一個等效電路圖，其中設有一個直流饋入機構38。除了參見圖4、5所述的等效元件外，該結構還具有一個附加的脈沖旁泄元件39和另一個電容40。作為附加的脈沖旁泄元件39，可以使用一個氣體放電式放電器、一個變阻二極管或一個二極管。旁泄元件39被接入到斷路導體5、6的輸出端14、15和殼體2或外導體4之間。在這里，該附加旁泄裝置39在可傳輸頻段內被去耦。
在圖4-圖6的等效電路圖中示出的分立等效部件可以是實際存在的或者可以通過各種不同的導線長度和阻抗來實現，如根據圖1舉例所述的那樣。
權利要求
1.在一條用于傳輸高頻信號的同軸纜線中的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置(1)，它包括一個具有兩個接頭(7，8)的殼體(2)、一個穿過該殼體(2)的內導體(3)和一個在內導體(3)和殼體(2)之間的短路連接器(5，6)，其中該殼體(2)構成一個接地的外導體(4)，其特征在于，該短路連接器由兩個短路導線(5，6)構成，它們被布置成大致平行于內導體(3)，這兩個短路導線(5，6)的各自一端(10，11)在兩個間隔而設的區(qū)域(12，13)上與該內導體(3)連接并且這兩個短路導線(5，6)的另外兩端(14，15)相互對著并且通過連接件(16，17)與殼體(2)相連。
2.如權利要求1所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，每個短路導線(5，6)包括一個電容(36)和一個電感(35)，它們構成一條并聯諧振回路。
3.如權利要求1或2所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，在兩個連接點(12，13)區(qū)域內并在內導體(3)和短路導線(5，6)之間，在內導體(3)上分別形成一個電容(30，31)并且內導體(3)在這兩個連接點(12，13)之間具有另一個電容(34)和至少一個電感(32，33)。
4.如權利要求1-3之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，在輸出端(18)上，在內導體(3)上設有一個高通濾波器(37)。
5.如權利要求1-4之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，在短路導線(5，6)的相互對著的端部(14，15)與殼體(2)之間，接入一個電容(40)并與該電容并聯地接入一個附加的脈沖旁泄元件(39)。
6.如權利要求1-5之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，在一方面是內導體(3)和另一方面是短路導線(5，6)以及殼體(2)之間設有一個電介質(20)。
7.如權利要求1-6之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，刨除在短路導線(5，6)和殼體(2)之間的連接件(16，17)不算，所有工作元件都被布置成與裝置(1)縱軸線(9)同心或與裝置(1)縱軸線(9)平行。
8.如權利要求1-7之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，短路導線(5，6)是電氣延長的λ/4短路線。
9.如權利要求1-8之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，短路導線(5，6)和連接件(25，26)的不同導線段確定了HF傳輸的帶寬和頻段。
10.如權利要求1-9之一所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，內導體(3)的不同導線段和電介質(20)確定了HF傳輸帶寬的特性。
11.如權利要求5所述的防干擾濾波和雷電流旁泄裝置，其特征在于，脈沖旁泄元件(39)是一個氣體放電型放電器或一個變阻二極管或一個二極管，在該脈沖旁泄元件(39)和電容(40)上面設有一個直流饋入機構。
全文摘要
裝置(1)被裝到一個高頻信號傳輸同軸纜線中。該裝置的作用是，使裝置或設備不受電磁脈沖、過電壓和/或雷電的影響。該裝置(1)具有短路導線(5，6)，它們被布置成大致平行于同軸纜線的內導體(3)。這種結構允許與縱軸線(9)同心地構成裝置(1)殼體(2)，并且該殼體(2)沒有突出的部件。
文檔編號H01R13/646GK1471752SQ01818036
公開日2004年1月28日 申請日期2001年10月15日 優(yōu)先權日2000年10月25日
發(fā)明者B·阿曼, B 阿曼 申請人:灝訊有限公司