專利名稱：四分之一波長寬頻饋線電涌保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微波技術，特別涉及到四分之一波長饋線電涌保 護器的寬頻技術。
背景技術：
通訊設備的饋線系統(tǒng)一般都暴露在室外，很容易遭受雷擊和感應 雷電波。從饋線系統(tǒng)引入的雷擊瞬時過電壓，對衛(wèi)星地面站、微波站、 電視衛(wèi)星接收站、移動通信基站等通信設備傷害極大，在雷擊時產(chǎn)生 的大面積強電磁脈沖輻射，在饋線上產(chǎn)生的瞬時電涌過電壓，引入到 室內(nèi)的收發(fā)設備上，會造成設備的損壞、數(shù)據(jù)的丟失甚至人員的傷亡。 隨著現(xiàn)代通訊的發(fā)展，人們越來越重視通訊系統(tǒng)的防護，國際電信聯(lián) 盟和我國都制定了相關的標準，規(guī)定電信設備必須設計有防雷擊、電 涌、電力線感應和電力線碰觸的措施，才能入網(wǎng)使用。
傳統(tǒng)的四分之一波長電涌保護器的原理圖如圖l所示，受四分之 一波長短路線阻抗的限制，其工作頻帶做不寬。從微波傳輸來講，在 某一系統(tǒng)特性阻抗和一定的電壓駐波比下，其相對帶寬是隨四分之一 波長短路線的阻抗增加而增加的。由于在同一介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)乃姆种?波長短路線阻抗越大，其內(nèi)導體的直徑就越小。四分之一波長短路線 是四分之一波長電涌保護器的雷電泄流通道，它的直徑越小，就意味 著四分之一波長電涌保護器的泄流能力越小。并且四分之一波長短路 線的直徑小給加工也帶來了難度。所以傳統(tǒng)的四分之一波長饋線電涌
保護器工作頻帶不可能做得很寬，相對帶寬最多做到30%。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種工作頻帶比較寬能 適用于多頻系統(tǒng)的四分之一波長饋線電涌保護器。
本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，包括浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器、 微波同軸傳輸線和四分之一波長短線路，浪涌端射頻連接器、保護端 射頻連接器分別與微波同軸傳輸線的兩端連接，微波同軸傳輸線為低 阻抗補償，長度為X()/2;四分之一波長短路線為高阻抗補償，長度為 入0/4?？紤]到不同介質(zhì)中微波波長的長度變化，X()應以實際工作環(huán)境 的波長為準。
所述微波同軸傳輸線由外導體、低阻抗補償或多節(jié)阻抗變換的內(nèi) 導體和介質(zhì)組成，在內(nèi)導體上接有高阻抗的四分之一波長短路線，四 分之一波長短路線的另一端與外導體電連接。
浪涌端射頻連接器由內(nèi)導體、外導體和介質(zhì)組成；保護端射頻連 接器由內(nèi)導體、外導體、介質(zhì)組成。
浪涌端射頻連接器的外導體、微波同軸傳輸線的外導體、保護端 射頻連接器的外導體三者為電連接。三者的機械結(jié)構(gòu)方式為一體化結(jié) 構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，分體結(jié)構(gòu)的連接處采用螺紋連接或過盈配合連接。
在浪涌端射頻連接器內(nèi)設置有低阻抗補償段。在保護端射頻連接 器內(nèi)設置有共面補償結(jié)構(gòu)。
特別的，微波同軸傳輸線設有多級四分之一波長階梯阻抗補償結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有益效果是
1、微波同軸傳輸線兩端設有兩個射頻連接器，分別用于射頻的 浪涌端和保護端。兩個射頻連接器的界面按相關標準設計，其內(nèi)部在 滿足連接互換性的基礎上作一些微波補償。兩個射頻連接器可以是
N、 TNC、 BNC、 L16、 SMA、 DIN7/16等各種射頻連接器。以適應各種接口形式的設備。
2、微波同軸傳輸線由外導體5、低阻抗補償或多節(jié)阻抗變換的內(nèi)
導體4、介質(zhì)6組成。根據(jù)同軸線中四分之一波長短路線的原理圖l， 當通信系統(tǒng)的特性阻抗即兩端射頻連接器的阻抗為Zo時，假設微波同 軸傳輸線的阻抗為Z,，四分之一波長短路線的阻抗為Z2。當Z,〈Zo < Z2、阻抗為Z,的長度設計成X()/2、阻抗為Z2的長度設計成^/4時，其電 壓駐波比和頻率的特性曲線在帶內(nèi)形成三個波谷點如圖2所示，從而 大大地拓寬了頻帶，設計合理可以使工作頻率帶寬大于一個倍頻程以 上。


圖l是傳統(tǒng)的四分之一波長短路線的原理圖； 圖2是本實用新型實例l的原理圖； 圖3是本實用新型實例l的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型實例2的原理圖。
圖中標注如下R段為浪涌端射頻連接器，S段為微波同軸傳輸 線，T段為保護端射頻連接器；
浪涌端射頻連接器的內(nèi)導體l、浪涌端射頻連接器的外導體2、浪 涌端射頻連接器的介質(zhì)3、微波同軸傳輸線的內(nèi)導體4、微波同軸傳輸 線的外導體5、微波同軸傳輸線的介質(zhì)6、四分之一波長短路線7、保 護端射頻連接器的內(nèi)導體8、保護端射頻連接器的外導體9、保護端射 頻連接器的介質(zhì)IO。
具體實施方式

本實用新型的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，包括浪涌端射 頻連接器、保護端射頻連接器、微波同軸傳輸線和四分之一波長短線 路，浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器分別與微波同軸傳輸線的
兩端連接，微波同軸傳輸線為低阻抗補償，等效長度為^/2;四分之
一波長短路線為高阻抗補償，等效長度為入o/4。
6實施例l
本實施例的新型四分之一波長寬頻饋線電涌保護器的原理圖如
圖2a、圖2b所示，在微波同軸傳輸線中加了低阻抗補償Zi。在四分 之一波長短路線上作了高阻抗補償Z2。根據(jù)圖2可知，只要Z,、 Z2阻 抗和長度設計合理，其電壓駐波比和頻率的特性曲線在帶內(nèi)形成三個 波谷點，從而大大地拓寬了頻帶，使工作頻率帶寬大于一個倍頻程以 上。四分之一波長短路線對有用信號呈現(xiàn)高阻抗，不進行分流，不影 響其正常傳輸。而對雷電波呈現(xiàn)低阻抗，能暢通地泄放雷電流，達到 保護設備的目的。
本實施例的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器的結(jié)構(gòu)示意圖如 圖3所示，由浪涌端射頻連接器、微波同軸傳輸線、保護端射頻連 接器組成。微波同軸傳輸線由外導體5、低阻抗補償內(nèi)導體4、介質(zhì) 6組成。在內(nèi)導體4上接有高阻抗的四分之一波長短路線7，四分之 一波長短路線的另一端與外導體5連接。浪涌端射頻連接器由內(nèi)導體 1、外導體2、介質(zhì)3組成。保護端射頻連接器由內(nèi)導體8、外導體9、 介質(zhì)10組成。浪涌端射頻連接器的外導體2、微波同軸傳輸線的外 導體5、保護端射頻連接器的外導體9三者為電連接。在設計時可以 采用一體化結(jié)構(gòu)和分體結(jié)構(gòu)。分體結(jié)構(gòu)的兩連接處可以采用螺紋連接 或過盈配合連接。
根據(jù)同軸線中四分之一波長短路線的原理圖可知，可以將微波同 軸傳輸線的長度設計成^/2的低阻抗Z，補償，將四分之一波長短路線 設計成Z2的高阻抗補償。假定系統(tǒng)的阻抗為Z(^50Q，駐波系數(shù)《1.2， 查同軸線中四分之一波長短路線的設計曲線圖，可得帶寬按120%設計時，其Z產(chǎn)0.8Zo-40Q、 Z2=2Zo=100Q。根據(jù)公知的同軸線的特性阻
抗公式Z產(chǎn)60A/;ini可以確定Z,和Z2的內(nèi)外導體直徑。如果駐波系數(shù) 要求變換了，那么查出的特性阻抗Z,和Z2值就不同，相應的內(nèi)外導體
直徑也就不同。
由于原材料、機械加工出現(xiàn)的公差和介質(zhì)支撐處帶來的不連續(xù) 性，使實際生產(chǎn)出的產(chǎn)品不像上述那樣理想駐波系數(shù)《1.2，在沒有 補償前實際產(chǎn)品的駐波系數(shù)是《1.3。為此還要進行一些其他補償。 圖3實施例1就在浪涌端射頻連接器上做了一節(jié)低阻抗補償，如圖3 的A處。在保護端射頻連接器介質(zhì)的端面挖去一部分構(gòu)成圓形凹槽 來實現(xiàn)共面補償，如圖3的B處。從而克服了原材料、加工誤差和 不連續(xù)性帶來的微波傳輸不均勻性。使產(chǎn)品在設計頻帶內(nèi)的駐波系數(shù) 由《1.3提高到《1.2。
圖4是本實用新型實例2的原理圖。它是在實例1的基礎上增 加多段補償來實現(xiàn)拓頻的。根據(jù)《同軸式TEM模通用無源器件》的 n級四分之一波長階梯阻抗變換器的原理，微波同軸傳輸線可以采用 多級四分之一波長階梯阻抗變換來增加工作頻帶,如圖中的ZO、 Zll、 Z12…Zln。由于階梯增加了，相鄰兩個階梯之間的特性阻抗變化減 小，所以每一階梯產(chǎn)生的反射就小，從而加寬了工作頻帶。根據(jù)微波 補償?shù)那闆r采取高到低或低到高等各種組合的阻抗變換，以實現(xiàn)頻率 的拓寬功能。其介質(zhì)可以是空氣、聚四氟乙烯或空氣和聚四氟乙烯的 混合介質(zhì)。其內(nèi)、外導體直徑根據(jù)不同的阻抗來設計。
權(quán)利要求1、四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，包括浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器、微波同軸傳輸線和四分之一波長短線路，浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器分別與微波同軸傳輸線的兩端連接，其特征在于，微波同軸傳輸線為低阻抗補償，長度為λ0/2；四分之一波長短路線為高阻抗補償，長度為λ0/4。
2、 如權(quán)利要求l所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其特 征在于，所述微波同軸傳輸線由外導體(5)、低阻抗補償或多節(jié)阻抗 變換的內(nèi)導體(4)介質(zhì)(6)組成，在內(nèi)導體(4)上接有高阻抗的 四分之一波長短路線(7)，四分之一波長短路線的另一端與外導體(5) 電連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其 特征在于，浪涌端射頻連接器由內(nèi)導體(1)、外導體(2)和介質(zhì)(3) 組成；保護端射頻連接器由內(nèi)導體(8)、外導體(9)、介質(zhì)(10)組成。
4、 如權(quán)利要求1所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其 特征在于，浪涌端射頻連接器的外導體(2)、微波同軸傳輸線的外 導體(5)、保護端射頻連接器的外導體(9)三者為電連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其 特征在于，浪涌端射頻連接器的外導體(2)、微波同軸傳輸線的外 導體(5)、保護端射頻連接器的外導體(9)三者的機械結(jié)構(gòu)方式為 一體化結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)，分體結(jié)構(gòu)的連接處采用螺紋連接或過盈配合連接。
6、 如權(quán)利要求3所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其特征在于，在浪涌端射頻連接器內(nèi)設置有低阻抗補償段。
7、 如權(quán)利要求3所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其 特征在于，在保護端射頻連接器內(nèi)設置有共面補償結(jié)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求1所述的四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，其 特征在于，微波同軸傳輸線設有多級四分之一波長階梯阻抗補償結(jié)構(gòu)。
專利摘要四分之一波長寬頻饋線電涌保護器，涉及微波技術，特別涉及到四分之一波長饋線電涌保護器的寬頻技術。本實用新型包括浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器、微波同軸傳輸線和四分之一波長短線路，浪涌端射頻連接器、保護端射頻連接器分別與微波同軸傳輸線的兩端連接，其特征在于，微波同軸傳輸線為低阻抗補償，長度為λ₀ /2；四分之一波長短路線為高阻抗補償，長度為λ₀ /4。本實用新型大大地拓寬了頻帶，設計合理可以使工作頻率帶寬大于一個倍頻程以上。
文檔編號H02H9/04GK201294377SQ20082006475
公開日2009年8月19日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者陳紅衛(wèi) 申請人:四川銘士電子科技有限責任公司