專利名稱：調(diào)諧線圈同軸浪涌抑制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種同軸電纜和傳輸線路的浪涌(surge)保護。更具體地說，本發(fā)明涉及一種可交換的浪涌抑制器插入件以及與同軸電纜或傳輸線路串聯(lián)使用的相關(guān)的緊湊的浪涌保護器殼體，其可構(gòu)造用于一定范圍的不同頻帶。
背景技術(shù)：
電纜，例如天線塔的同軸傳輸線路配備有浪涌抑制裝置，從而提供接地的電路，以用于將因靜電放電和/或雷擊所造成的電流浪涌轉(zhuǎn)移。
現(xiàn)有的同軸抑制裝置通常在內(nèi)部和外部導體之間并入選頻短元件，其大小大約為頻帶中心頻率長度的四分之一，稱作四分之一波長短線(stub)。因此，操作頻帶中的頻率沿著內(nèi)部導體傳遞，并將從四分之一波長短線同相地反射回到內(nèi)部導體而不是將其引向外部導體或者接地線。操作頻帶外部的頻率如來自雷擊的低頻浪涌沒有被反射或接地，防止對下游元件和/或裝置的電損害。
根據(jù)所需頻帶，大小為四分之一波長短線的短元件可具有需要的幾英寸大小，要求堅固的支撐外殼?，F(xiàn)有的四分之一波長短線浪涌抑制器通過將該波長短線螺旋卷繞在外殼內(nèi)而降低了所需的外殼大小，如與本申請共同由Andrew Corporation所擁有的1999年11月9日授權(quán)的Tellas等人的美國專利號US5982602，“浪涌保護器連接器”中描述的，其全部內(nèi)容在此加入，以供參考。然而，所需的外殼仍相對較大。
隨著短元件的螺旋形狀增加，電感上升。與直的或者松散螺旋的四分之一波長短線相比，感應(yīng)器結(jié)構(gòu)的高頻磁場效應(yīng)對容許短元件的總長度降低的選頻短元件的阻抗存在影響。如與本申請共同由Andrew Corporation所擁有的于2002年9月17日公布的Aleksa等人的美國專利號US6452773，“寬帶短截線浪涌電壓保護器”，其全部內(nèi)容在此加入，以供參考，該專利采用一部分進行螺旋機加工而形成感應(yīng)器部分的管狀短元件。盡管短線部分和感應(yīng)器部分的組合使得設(shè)備的操作頻帶變寬，不同頻帶的特定短元件結(jié)構(gòu)可仍需滿足特定頻帶。一定范圍的不同短元件的精確機加工用來容許向各個范圍的不同頻帶應(yīng)用浪涌抑制器，這就增加了加工成本并耗時形成浪涌抑制器系列。
電纜和相關(guān)的附件工業(yè)內(nèi)的競賽集中于通過制造效率增加、降低安裝要求和簡化/降低分離元件的總數(shù)而降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種浪涌抑制器組件，包括中空帽，其具有開口端和頂部，導線卷繞感應(yīng)器，其密封在開口端內(nèi)，該導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到頂部，并在第二端具有帶螺紋的觸點。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種串聯(lián)式浪涌抑制器，包括本體，其在第一連接端和第二連接端具有同軸連接接口；浪涌抑制器插入件底座，其在第一端和第二端之間形成于本體內(nèi)；浪涌抑制器插入件，其安裝在浪涌抑制器插入件底座內(nèi)，包括中空帽，其具有開口端和頂部，導線卷繞感應(yīng)器，其密封在所述開口端內(nèi)，導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到所述頂部，并在第二端具有帶螺紋的觸點；以及延伸在第一連接器端和第二連接器端之間的中心導體，其在浪涌抑制器插入件底座附近具有適于與所述帶螺紋的觸點配合的螺紋孔。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種浪涌抑制器，包括本體，其適于接收浪涌抑制器插入件，該浪涌抑制器插入件具有連接在該浪涌插入件的中空帽和內(nèi)部導體之間的導線卷繞感應(yīng)器，其中，該內(nèi)部導體由絕緣體同軸地置于本體的孔內(nèi)。


加入本發(fā)明并組成該說明書一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例并與上述對本發(fā)明的一般敘述以及下文給出的實施例的詳細敘述一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是本發(fā)明的第一實施例的立體分解示意圖；圖2是本發(fā)明的第一實施例的剖開的側(cè)面示意圖；圖3是第一實施例的封裝卷繞導線感應(yīng)器的示意性外部側(cè)視圖；圖4是第一實施例的剖視側(cè)面示意圖。
具體實施例方式
參考圖1-4示出的示范性的第一實施例敘述本發(fā)明。
浪涌抑制器本體1形成為具有第一連接端3和第二連接端5的串聯(lián)組件，該浪涌抑制器本體1形成為用于預期的同軸電纜或傳輸線路的大小，所述第一連接端3和第二連接端5適于經(jīng)由預期的一個(多個)專有或標準連接接口在任一端與同軸電纜或其他裝置連接。本體1具有內(nèi)部導體9置于其內(nèi)的孔7，且該孔7也延伸在第一連接端3和第二連接端5之間，從而同樣地與電纜內(nèi)部導體或其他裝置連接。內(nèi)部導體9可同軸地置于孔7內(nèi)并通過一個或多個絕緣體11與本體1隔離。浪涌抑制器插入件底座(insertmount)13形成于本體1的側(cè)面內(nèi)，位于第一連接端3和第二連接端5之間。浪涌抑制器插入件底座13適于在內(nèi)部導體9和外部導體即本體1之間與選頻短元件連接。
選頻短元件可形成為卷繞導線感應(yīng)器(wound wire inductor)15。卷繞導線感應(yīng)器15的第一端17連接到中空帽19的頂端，例如插入到形成于中空帽19內(nèi)的孔21中，并用保持裝置如螺釘23、導電粘合劑、過盈配合或焊接固定。在中空帽19安置于浪涌抑制器插入件底座13內(nèi)時，卷繞導線感應(yīng)器的第二端25的大小適于與內(nèi)部導體9配合。例如，連接到卷繞導線感應(yīng)器的第二端25上的帶有螺紋的觸點27可適于旋入內(nèi)部導體9的螺紋孔29中。
用于形成卷繞導線感應(yīng)器15的導線優(yōu)選選擇具有足夠的載流容量的橫截面積，從而操縱預期大小的電流浪涌，浪涌抑制器構(gòu)造成與外部導體和/或地連接。
本發(fā)明人已經(jīng)認識到，由導線形成卷繞導線感應(yīng)器15而不是通過機加工或沖壓形成感應(yīng)器具有幾個優(yōu)點。相對于相同大小的沖壓或機加工的感應(yīng)器，可以獲得高水平的電感，這是因為當絕緣涂層在將導體卷繞以與相鄰的線圈相互接觸之前施加于導線上時，消除了沖壓或切割工具所需的最小間隔。由此，降低了產(chǎn)生給定電感的感應(yīng)器所需的總尺寸。而且，對于所需的感應(yīng)器線圈直徑和長度，導線卷繞裝置結(jié)構(gòu)相對簡單地，容許較寬范圍內(nèi)的不同感應(yīng)器的成本有效降低，該感應(yīng)器具有與導線卷繞感應(yīng)器線圈15的任何一個(或多個)直線部分組合選擇的電感，以用于特定的頻帶。
此外，隨著感應(yīng)器繞組之間的寬度最小化，感應(yīng)器的寄生電容增加。在理想的感應(yīng)器相對于增加的頻率而阻抗增加時，寄生電容的出現(xiàn)具有逆效應(yīng)。由此，電感效應(yīng)和電容效應(yīng)的相互作用產(chǎn)生其中感應(yīng)器阻抗最大化的自諧振頻率。通過調(diào)整導線卷繞感應(yīng)器15的任何一個(或多個)線性部分的長度、圈數(shù)、直徑和線圈與線圈間的間隔，導線卷繞感應(yīng)器的電感和寄生電容特征可適當?shù)厥沟米灾C振頻率置于所需的頻帶中心。由此，沿著同軸電纜出現(xiàn)的浪涌抑制器所表示的插入損失在所需頻帶內(nèi)減至最小。導線卷繞感應(yīng)器的自諧振頻率特征降低了有益于寬帶特征的浪涌抑制器插入件所需的線性部分的范圍，例如Aleska等中所披露的，容許大大的降低根據(jù)本發(fā)明的浪涌抑制器所需的總尺寸。在需要時，可通過延伸中空帽19的高度來容納一個(或多個)線性部分。
通過調(diào)節(jié)材料的介電值來對導線卷繞感應(yīng)器15的阻抗特征進行附加地調(diào)整，其中，感應(yīng)器卷繞在該材料周圍和/或?qū)⒃摬牧喜迦朐谙噜彽膯为毦€圈之間。例如，可應(yīng)用具有給定介電值的芯部材料和/或?qū)Ь€卷繞感應(yīng)器可完全封裝在電介質(zhì)中，例如，如圖3所示。如圖4中的示例所示，封裝的導線卷繞感應(yīng)器15、中空帽19和帶螺紋的觸點27可被預組裝，以形成整體式浪涌抑制器插入件31。浪涌抑制器插入件31為安裝組件作了準備，其使得安裝之前松弛元件的損害或者丟失的機會最小化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解，如果該導線卷繞感應(yīng)器15遭受到溢出和/或重復的浪涌，導線卷繞感應(yīng)器15的封裝和浪涌抑制器插入件31的中空帽19都有助于限制對本體1的損害。
中空帽19可通過螺紋旋入本體1中的保持蓋33保持在適當?shù)奈恢锰?，將中空?9偏置以與本體1固定接觸。中空帽19也可包括環(huán)境密封件35，如O形圈，從而防止?jié)駳馇秩氡倔w1內(nèi)并由此侵入連接的同軸電纜和/或裝置中。安裝點、如螺紋孔也可形成于本體1中，以用于將浪涌抑制器安裝到所需位置和/或附裝到接地線。在浪涌抑制器插入件31已經(jīng)證實與專用本體1一起使用的同時，也應(yīng)該可以理解，浪涌抑制器插入件31可容易地適用于設(shè)有其他形式的浪涌抑制元件的現(xiàn)有的浪涌抑制器本體，如四分之一波長短線和/或螺旋機加工感應(yīng)器/短線組合。
為了簡化浪涌抑制器的組件和/或容許修理浪涌損壞的浪涌抑制器，本體1可形成為用來接收包括第一連接端3在內(nèi)的固定器元件37。固定器元件37容許內(nèi)部導體9和相關(guān)的一個(或多個)絕緣體11初始組裝和/或更換，并然后將元件固定地保持在適當位置處。固定器元件37例如可經(jīng)由匹配螺紋和/或過盈配合連接到本體?？商鎿Q地，可省去固定器元件37，通過在預置的內(nèi)部導體9周圍將一個(或多個)絕緣體11壓配合或注射模制在孔7中而將內(nèi)部導體9安裝在本體內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將可理解，本發(fā)明描述了在尺寸需求、使用容易性、制造和成本效率發(fā)明的重大改進。整個材料需求、機加工操作和分離元件的總數(shù)得以降低。根據(jù)本發(fā)明的一個(或多個)可易于更換的浪涌抑制器插入件31可成本有效地制造用于較寬范圍的不同頻帶。而且，根據(jù)本發(fā)明的用于給定頻帶的浪涌抑制器可在最短的交付期限內(nèi)進行快速組裝，以根據(jù)要求交付，消除了較大庫存的預先組裝的頻帶給定的浪涌抑制器存貨量的需要。此外，如果浪涌抑制器受到損壞，或者操作的預期頻帶改變，浪涌抑制器插入件31可由用戶容易地更換，而不會擾亂周圍裝置的連接。
部件表


其中已經(jīng)參考了具有已知等價物的比率、整數(shù)、元件或模塊進行了前述的敘述，然后在此作為單獨地敘述來加入這種等價物。
盡管已經(jīng)通過其實施例的敘述而對本發(fā)明作了說明，并且盡管已經(jīng)相當詳細地敘述了實施例，但是，本申請人不意欲限制或以任何方式將所附權(quán)利要求書的范圍限制為這種細節(jié)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附加的優(yōu)點和優(yōu)化是顯而易見的。因此，本發(fā)明在更廣的方面不限制為示出并加以敘述的具體細節(jié)、代表性的裝置、方法和說明性的示例。因而，在不偏離申請人的一般發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下可以偏離這種細節(jié)。此外，可以理解，在不背離由下述權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以做出多種改進和/或優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種浪涌抑制器組件，包括中空帽，其具有開口端和頂部，導線卷繞感應(yīng)器，其密封在開口端內(nèi)，該導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到頂部，并在第二端具有帶螺紋的觸點。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器是圓柱形線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的組件，其中，圓柱形線圈環(huán)繞在塑料電介質(zhì)周圍。
4.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器封裝在塑料電介質(zhì)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，通過將第一端插入頂部的孔中，可將導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到頂部。
6.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器具有線性部分。
7.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器具有為在所需頻帶內(nèi)操作而選擇的電感。
8.一種串聯(lián)式浪涌抑制器，包括本體，其在第一連接端和第二連接端具有同軸連接接口；浪涌抑制器插入件底座，其在第一端和第二端之間形成于本體內(nèi)；浪涌抑制器插入件，其安裝在浪涌抑制器插入件底座內(nèi)，包括中空帽，其具有開口端和頂部，導線卷繞感應(yīng)器，其密封在所述開口端內(nèi)，導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到所述頂部，并在第二端具有帶螺紋的觸點；以及延伸在第一連接器端和第二連接器端之間的中心導體，其在浪涌抑制器插入件底座附近具有適于與所述帶螺紋的觸點配合的螺紋孔。
9.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器是圓柱形線圈。
10.如權(quán)利要求9所述的組件，其中，圓柱形線圈環(huán)繞在塑料電介質(zhì)周圍。
11.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器封裝在塑料電介質(zhì)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，通過將第一端插入頂部的孔內(nèi)，可將導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到所述頂部。
13.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，導線卷繞感應(yīng)器具有線性部分。
14.如權(quán)利要求8所述的組件，還包括保持蓋，該保持蓋適于將浪涌抑制器插入件保持在浪涌抑制器底座中。
15.如權(quán)利要求14所述的組件，還包括在保持蓋和本體之間的環(huán)境密封件。
16.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，中心導體由絕緣體保持與本體的縱軸同軸。
17.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，浪涌抑制器插入件適用于預期的頻帶。
18.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，本體具有用于接地的安裝點。
19.一種浪涌抑制器，包括本體，其適于接收浪涌抑制器插入件，該浪涌抑制器插入件具有連接在該浪涌插入件的中空帽和內(nèi)部導體之間的導線卷繞感應(yīng)器，其中，該內(nèi)部導體由絕緣體同軸地置于本體的孔內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的組件，還包括連接到本體的固定器，該固定器將內(nèi)部導體保持在孔內(nèi)。
全文摘要
一種串聯(lián)浪涌抑制器插入件和具有在第一和第二連接器端同軸連接的本體的浪涌抑制器組件。浪涌抑制器插入件底座在第一端和第二端之間形成于本體內(nèi)，適用于接收浪涌抑制器插入件，該插入件帶有具有頂部和開口端的中空帽。導線卷繞感應(yīng)器密封在中空帽內(nèi)。導線卷繞感應(yīng)器在第一端連接到頂部，并在第二端具有帶螺紋的觸點。延伸在第一連接器端和第二連接器端之間的中心導體在浪涌抑制器插入件底座附近具有螺紋孔，以在浪涌抑制器插入件與浪涌抑制器底座配合時與帶螺紋的觸點相配合，從而經(jīng)由導線卷繞感應(yīng)器將內(nèi)部導體與外部導體連接。
文檔編號H02H3/22GK1967735SQ200610136609
公開日2007年5月23日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者弗蘭克·A·哈瓦思 申請人:安德魯公司