专利名称：带有非线性保护装置的rf共轴浪涌保护器的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及浪涌保护器，并且更加具体地涉及带有非线性保护装置的DC旁路或者DC短路RF共轴浪涌保护器。
背景技术：
正在越来越多地使用非常易于遭受电能浪涌损坏的小型电子构件制造通信设备、计算机、家庭立体声放大器、电视机和其它电子装置。电源和传输线路电压中的浪涌变化以及噪声能够改变设备的操作范围并且能够严重地损坏和/或破坏电子装置。而且，这些电子装置的修理和更换可能是非常昂贵的。因此，需要一种用于针对电源浪涌保护这些构件的成本有效方式。存在很多能够引起有害的电能浪涌的源。一个源是能够被从大量的源耦合到电源和传输线路的射频(RF)干扰。电源和传输线路充当了可能在几英里之上延伸的大型天线，由此从这种源例如无线电广播天线收集相当大量的RF噪声功率。有害的RF能量的另ー个源是来自需被保护的设备自身例如计算机。较老的计算机可能发射相当大量的RF干扰。另ー个有害的源是由被连接到电源和传输线路的设备产生并且被沿着电源线传导到需被保护的设备的传导噪声。有害电能的再一个源是闪电。闪电是具有估计从5百万到2千万伏特的电势和达到数千安培的电流的、ー种复杂的电磁能源。理想地，在DC旁路或者DC短路RF浪涌抑制装置中所期望的是具有紧凑的尺寸、低的插入损耗和能够针对从上述源发射的有害电能而保护硬件设备的低电压驻波比(VSffR)。
发明内容
公开了ー种用于保护硬件装置的设备。DC旁路RF浪涌抑制器包括外罩，其限定了具有中心轴线的腔室，该外罩具有通向该腔室的开ロ ；输入导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；输出导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；非线性保护装置，其位于外罩的开口中以将浪涌能量转移到接地；电容器，其与输入导体和输出导体串联连接；第一螺旋形电感器，其具有连接到输入导体的内边缘和耦接到非线性保护装置的外边缘；和第二螺旋形电感器，其具有连接到输出导体的内边缘和耦接到非线性保护装置的外边缘。ー种DC短路RF浪涌抑制器包括外罩，其限定具有中心轴线的腔室；输入导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；输出导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；电容器，其与输入导体和输出导体串联连接；第一螺旋形电感器，其具有连接到输入导体的内边缘和耦接到外罩的外边缘；和第二螺旋形电感器，其具有连接到输出导体的内边缘和耦接到外罩的外边缘。通过參考说明书的其余部分和附图，可以认识到对于此处本发明的性质和优点的
进ー步的理解。
图I是根据本发明的各种实施例的、带有气体放电管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图2是根据本发明的各种实施例的、具有图I所示概略电路图的、带有气体放电管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图； 图3是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图2的DC旁路RF共轴浪涌保护器的透视图；图4是根据本发明的各种实施例的、图3的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图5A-5E是根据本发明的各种实施例的、图2的DC旁路RF共轴浪涌保护器的各种外部视图；图6是根据本发明的各种实施例的、图4的DC旁路RF共轴浪涌保护器的分解透视图；图7是根据本发明的各种实施例的、带有两个气体放电管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图8是根据本发明的各种实施例的、具有图7所示概略电路图的、带有两个气体放电管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图9是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图8的DC旁路RF共轴浪涌保护器的透视图；图10是根据本发明的各种实施例的、图9的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图11A-11E是根据本发明的各种实施例的、图8的DC旁路RF共轴浪涌保护器的各种外部视图；图12是根据本发明的各种实施例的、图10的DC旁路RF共轴浪涌保护器的分解透视图；图13是根据本发明的各种实施例的、带有三个气体放电管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图14是根据本发明的各种实施例的、带有MOV的DC旁路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图15是根据本发明的各种实施例的、带有气体放电管和ニ极管的DC旁路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图16是根据本发明的各种实施例的、图15的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图17是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接到接地的DC短路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图18是根据本发明的各种实施例的、具有图17所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图19是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图18的DC短路RF共轴浪涌保护器的透视图；图20是根据本发明的各种实施例的、图19的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图； 图21是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接到接地的DC短路RF共轴浪涌保护器的概略电路图。因此，第一、第二和第三螺旋形电感器的外边缘被连接到接地(例如，外罩)；图22是根据本发明的各种实施例的、具有图21所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图23是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图22的DC短路RF共轴浪涌保护器的透视图；图24是根据本发明的各种实施例的、图22的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图25是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接到接地的DC短路RF共轴浪涌保护器的概略电路图；图26是根据本发明的各种实施例的、具有图25所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图；图27是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器的透视图；图28是根据本发明的各种实施例的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器的截面视图；并且图29和图30是根据本发明的各种实施例的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器的3维视图。
具体实施例方式在随后的说明中，将參考作为浪涌抑制器操作的优选实施例描述本发明。特别地，将描述示意本发明的具体特征的实例。然而，本发明不限于任何具体特征也不受到在这里描述的实例限制。因此，随后的实施例的说明是为了示意而非限制的目的。浪涌保护器保护电子设备免受由雷击、开关浪涌、瞬变、噪声、不正确的连接和其它异常状态或者故障引起的、经由电源和传输线路的电流和电压中的大的变化产生的损坏。电源和传输线路电流和电压中的大的变化能够改变电子设备的操作频率范围并且能够严重地损坏和/或破坏电子设备。浪涌状态能够在很多不同的情况中出现，然而，通常当闪电霹雳冲击被耦接到受到保护的硬件和设备的构件或者传输线路时出现。雷电浪涌通常包括频率达大约IMHz的D. C.电能和AC电能。闪电是具有能够严重损坏和/或破坏电子设备的、估计从5百万到2千万伏特的电势和达到数千安培的电流的复杂的电磁能源。图I是根据本发明的各种实施例的、带有非线性保护装置105的DC旁路RF共轴浪涌保护器100 (还能够被称作 浪涌抑制器)的概略电路图。图2是根据本发明的各种实施例的、具有图I所示概略电路图的、带有非线性保护装置105的DC旁路RF共轴浪涌保护器100的截面视图。參考图I和图2，浪涌保护器100针对能够损坏或者破坏硬件和设备125的电涌120保护硬件和设备125。受到保护的硬件和设备125能够是任何通信设备、超微型基站(cell towers)、基站、PC计算机、服务器、网络构件或者设备、网络连接器、或者任何其它类型的浪涌敏感电子设备。浪涌保护器100具有各种构件，每ー个构件均被构造成形成所期阻抗，例如，50欧姆。浪涌保护器100具有限定空腔210的外罩205。在一个实施例中，可以以柱体的形状形成空腔210。中心导体109和110与外罩205的空腔210同心地定位并且位于外罩205的空腔210中。參考图1，浪涌保护器100包括RF通路155、DC通路160和浪涌通路165。RF通路155包括输入中心导体109、电容器130和输出中心导体110。用于浪涌保护器100的操作频率范围在大约698MHz和大约2. 5GHz之间。在一个实施例中，操作频率范围是I. 5GHz到2. 5GHz，在该范围内，规定插入损耗小于0. IdB并且规定VSWR小于I. I I。在另ー实施例中，操作频率范围是2. OGHz到5. 0GHz，在该范围内规定插入损耗小于0. 2dB并且规定VSWR小于I. 2 I。以上产生的数值能够根据频率范围、浪涌保护程度和所期RF性能而改变。在正常操作期间，RF信号穿过RF通路155行进到硬件和设备125。受到保护的硬件和设备125沿着RF通路155接收和/或传输RF信号。因此，浪涌保护器100能够以双向方式操作。电容器130与输入中心导体109和输出中心导体110串联地定位并且位于输入中心导体109和输出中心导体110之间。电容器130具有在大约3皮法(pF)和大约15pF之间并且优选地大约4. 5pF的值。更高的电容值允许更好的低频性能。电容器130是以或者集中或者分布形式实现的电容性装置。可替代地，电容器130能够是平行杆、耦接装置、传导板或者任何其它装置或者产生电容性效果的元件的组合。电容器130的电容能够根据使用者期望的操作频率而改变。根据电容器的电容和电流频率，电容器130阻断直流电(DC)的流动并且允许交流电(AC)的流动。在特定频率下，电容器130可能使AC信号衰减。通常，将电容器130与中心导体109和110共线地放置以阻断DC信号和不期望的浪涌瞬变。可以经由DC通路160通过浪涌保护器100将DC电源115供应到硬件和设备125。在一个实施例中，DC通路160包括输入中心导体109、第一螺旋形线圈或者电感器135、第ニ螺旋形线圈或者电感器140和外部中心导体110。DC通路160的配置使DC电流被围绕电容器130强制或者引导到RF通路155外側。因此，DC电流从中心导体109和110以及电容器130移开并且通过电感器135和140而被朝向非线性保护装置105 (例如，气体放电管)引导或者转移。在一个实施例中，DC电流和遥测信号(例如，10-20MHZ遥测信号)被沿着DC通路160引导或者转移，而并不通过或者穿过电容器130。在浪涌状态期间，浪涌120穿过或者沿着浪涌通路165(即，穿过输入中心导体109、电感器135和气体放电管105)行进。一旦气体放电管105放电或者击穿，浪涌120便穿过气体放电管105行进到接地端170 (例如，外罩)。气体放电管105被第一电感器135和第二电感器140与中心导体109和110隔离(即，未被直接地连接到此)。即，第一电感器135和第二电感器140防止气体放电管105被直接地连接到RF通路155。气体放电管105包括在使用期间使气体电离的气密密封的电极。当气体被电离时，气体放电管105变得导电并且击穿电压降低。击穿电压改变并且依赖于浪涌120的升高时间。因此，依赖于浪涌120，在气体放电管105变成被电离之前，几微秒可能逝去，因此导致浪涌120的前部传到电感器140。气体放电管105在第一端部105a处被耦接到第一电感器135并且在第二端部105b处被耦接到接地170，因此将浪涌电流转移至接地170。气体放电管105的第一端部105a还可以被连接到第二电感器140。气体放电管105具有大约2pF的电容值和在大约90伏特与大约360伏特之间并且优选地大约180伏特的导通电压以允许充分的DC操作电压。第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140具有小占地面积设计并且被形成为扁平的、平坦的设计。第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140具有在大约10纳 亨利(nH)和大约25nH之间并且优选地在大约17-20nH之间的值。在确定用于浪涌保护器100的、特殊RF操作频率范围时，为第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140选择的值是重要的因素。能够改变第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140的直径、表面积、厚度和形状以调节浪涌保护器100的操作频率和电流处理能力。在一个实施例中，可以使用迭代过程来确定第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140的直径、表面积、厚度和形状以满足使用者的具体应用。具有该封装尺寸和频率范围的第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140的直径通常是0. 865英寸。具有该封装尺寸和频率范围的第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140的厚度通常是0.062英寸。进而，螺旋形电感器130沿着向外方向盘旋。在确定能够安全地经由第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140耗散的电荷量时，第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140的材料组分是重要的因素。高抗拉强度材料允许第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140泄放或者转移更大量的电流。在一个实施例中，第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140是由7075-T6铝材料制成的。可替代地，具有良好的抗拉强度和导电性的任何材料均能够被用于制造第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140。构件和外罩中的每ー个均可以利用银材料或者三-金属薄镀层电镀以改进无源互调(PM)性能。这降低或者消除了在RF通路中的、相异的或者不同类型的金属连接或者构件的数目以改进PIM性能。第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140被设置在空腔210内。在ー个实施例中，每ー个螺旋形电感器均具有大致62. 5密耳的内半径和大致432. 5密耳的外半径。每ー个螺旋形电感器的内边缘均被耦接到中心导体。每ー个螺旋形电感器的外边缘均被耦接到气体放电管105。螺旋形电感器135和140可以具有具体的已知类型例如Archemedes (阿基米德)、Logarithmic (对数)或者Hyperbolic (双曲线)螺旋，或者这些螺旋的组合。空腔210的内半径是大致432. 5密耳。外罩205被耦接到公共接地以泄放电倉^:。内边缘形成大致62. 5密耳的半径。外边缘形成大致432. 5密耳的半径。每ー个螺旋形电感器均沿着向外方向盘旋。在一个实施例中，姆ー个螺旋形电感器均具有四个螺旋。能够根据使用者的具体应用改变螺旋的数目和每ー个螺旋的厚度。
在浪涌状态期间，电能或者浪涌电流首先达到第一螺旋形电感器135的内边缘。电能然后沿着向外方向通过第一螺旋形电感器135的螺旋而被耗散。一旦电能达到第一螺旋形电感器135的外边缘，电能便通过气体放电管105而被耗散或者转移接地170或者外罩 205。參考图2和图3，外罩205可以具有从顶表面225行进到空腔210的开ロ 220。开ロ 220允许容易地从外罩205外侧通向外罩205的空腔210。浪涌保护器100还包括被用于覆盖或者密封外罩205中的开ロ 220的可移除帽215。在一个实施例中，可移除帽215具有与外罩205中的凹槽配对以允许可移除帽215被拧入外罩205中的螺纹。可移除帽215允许技术人员旋开或者移除可移除帽215以容易地检查和/或更换非线性保护装置105。在一个实施例中，非线性保护装置105部分地位于开ロ 220内并且部分地位于可移除帽215的内部开ロ部分216内。非线性保护装置105通常被连接到可移除帽215。非线性保护装置105能够被便捷地(with a short)更换。
如在图2和图3中所示,输入中心导体109、第一电感器135、电容器130、第二电感器140、第一调谐电容器145、第二调谐电容器150和输出中心导体110位于外罩205的空腔210内。输入中心导体109和输出中心导体110沿着轴线305定位。第一电感器135沿着第一平面315定位，并且第二电感器140沿着第二平面310定位。第一平面315基本平行于第二平面310定位。在一个实施例中，轴线305基本垂直于第一平面315和第二平面310定位。第一调谐电容器145和第二调谐电容器150的位置和尺寸被确定为允许技术人员使用各种电容器以允许调节和微调经由或者通过浪涌保护器100的RF频率。第一调谐电容器145和第二调谐电容器150每ー个均能够具有在大约20pF和大约200pF之间并且优选地大约150pF的电容值。使用具有已知绝缘和介电性质的环形垫圈608形成第一调谐电容器145和第二调谐电容器150。环形垫圈608可以是Kapton绝缘环形垫圈或者介电环形垫圈。第一环形垫圈608位于第一电容器145和外罩205之间并且第二环形垫圈608位于第二电容器150和外罩205之间。第一电容器145和第二电容器150用作用于调谐目的的解耦电容器，同时提供DC电路与外罩205的绝缘。绝缘部件221和222被设置在遍布外罩205的各种位置处。绝缘部件221和222使中心导体109和110与外罩205电隔离。绝缘部件221和222可以由介电材料例如具有大致2. 3的介电常数的特氟隆制成。绝缘部件221和222通常是柱形的，带有用于允许中心导体109和110通过的中心孔。图4是根据本发明的各种实施例的、图3的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图。在浪涌状态期间，电能或者浪涌电流在中心导体109的外部护罩上出现并且被电容器130阻断。电能或者浪涌电流然后通过螺旋形电感器135的螺旋而被转移并且然后到达非线性保护装置105。非线性保护装置105在规定的击穿电压下击穿，并且然后电能或者浪涌电流被转移至外罩205，或者使用外罩205或者接地170而被接地。图5A-5E是根据本发明的各种实施例的、图2的DC旁路RF共轴浪涌保护器100的各种外部视图。具体地，图5A是外罩205的透视图，示出了可移除帽215 ;图5B是外罩205的前视图，示出在外罩205的ー侧上的阳性DIN连接器501和在外罩205的另ー侧上的阴性DIN连接器502 ；图5C是外罩205的后视图；图是外罩205的左端视图，示出阴性DIN连接器502 ;并且图5E是外罩205的右端视图，示出阳性DIN连接器501。
图6是根据本发明的各种实施例的、图4的DC旁路RF共轴浪涌保护器的分解透视图。在这里作为实例标识了几个构件或者部件。对于制成DC旁路RF共轴浪涌保护器而言，可能并不是所有的构件或者部件都是必要的，而是被提供用于示意示例性构件或者部件列表。浪涌保护器100可以包括可移除帽215、第一垫圈603、第一 0形环604、气体放电管605、第二 0形环606、外罩205、介电环形垫圈608 (例如，Kapton绝缘环形垫圈)、第三0形环609、帽垫圈610、DIN阴性接点611、特氟隆插件612、DIN延伸部613、第一电感器135、电容器130、第二电感器140、线圈捕获装置617、DIN阳性接点618、DIN阳性端部619、DIN阳性扣环620、DIN阳性螺母621和第四0形环622。图7是根据本发明的各种实施例的、带有两个非线性保护装置105和106(例如，气体放电管105和106)的DC旁路RF共轴浪涌保护器700的概略电路图。图8是根据本发明的各种实施例的、具有图7所示概略电路图的、带有两个气体放电管105和106的DC旁路RF共轴浪涌保护器700的截面视图。图9是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图8的DC旁路RF共轴浪涌保护器700的透视图。图10是根据本发明的各种实施例的、图9的DC旁路RF共轴浪涌保护器的截面视图。图7-10类似于图1-4，并且添加 了第二气体放电管106。在一个实施例中，第二气体放电管106可以用于备用的目的。參考图7，在浪涌状态期间，浪涌经由浪涌通路165行进。浪涌通路165包括第一电感器135和第一气体放电管105和/或第二气体放电管106。如果第一气体放电管105不能使全部浪涌能量转移，则第二气体放电管106用于转移浪涌能量的一部分或者全部。而且，第二气体放电管106能够用于备用的目的，如果第一气体放电管105发生故障或者已经由于先前的浪涌而放电。一旦气体放电管105和106放电，浪涌便经由气体放电管105和106行进到接地170 (例如，外罩205)。气体放电管105和106可以具有不同的导通电压并且因此可以在不同的时间放电。例如，第一气体放电管105可以具有大约120伏特的导通电压，而第二气体放电管106可以具有大约150伏特的导通电压，并且因此第一气体放电管105将在比第二气体放电管106更早的时间击穿。可替代地，气体放电管105和106可以具有相同的导通电压。每ー个非线性保护装置105和106均可以是气体放电管、金属氧化物变阻器(MOV)、ニ极管及其组合。參考图8-10，外罩205可以具有从底表面226行进到空腔210的第二开ロ 223。第二开ロ 223允许容易地通向外罩205的空腔210。浪涌保护器700还包括用于覆盖或者密封外罩205中的第二开ロ 223的第二可移除帽217。在一个实施例中，非线性保护装置106(例如，第二气体放电管106)部分地位于第二开ロ 223内并且部分地位于第二可移除帽217的内部开ロ部分218内。在一个实施例中，第二可移除帽217具有与外罩205中的凹槽配对的螺纹。第二可移除帽217允许技术人员旋开或者移除第二可移除帽217以容易地检查和/或更换非线性保护装置106。图IIA-IIE是根据本发明的各种实施例的、图8的DC旁路RF共轴浪涌保护器700的各种外部视图。具体地，图IlA是外罩205的透视图，示出了可移除帽215 ;图IlB是外罩205的前视图，示出在外罩205的ー侧上的阳性DIN连接器501和在外罩205的另ー侧上的阴性DIN连接器502 ;图IlC是外罩205的后视图；图IlD是外罩205的左端视图，示出了阴性DIN连接器502 ;并且图IlE是外罩205的右端视图，示出了阳性DIN连接器501。图12是根据本发明的各种实施例的、图10的DC旁路RF共轴浪涌保护器700的分解透视图。在这里作为实例标识了几个构件或者部件。对于制成DC旁路RF共轴浪涌保护器而言，可能并不是所有的构件或者部件都是必要的，而是被提供用于示意示例性构件或者部件列表。浪涌保护器700可以包括可移除帽215、第一垫圈603、第一 O形环604、气体放电管605、第二 O形环606、外罩205、环形垫圈608、第三O形环609、帽垫圈610、DIN阴性接点611、特氟隆插件612、DIN延伸部613、第一电感器135、电容器130、第二电感器140、线圈捕获装置617、DIN阳性接点618、DIN阳性端部619、DIN阳性扣环620、DIN阳性螺母621和第四O形环622。图13是根据本发明的各种实施例的、带有三个气体放电管105、106和107的DC旁路RF共轴浪涌保护器1300的概略电路图。在浪涌状态期间，浪涌经由浪涌通路165行进。浪涌通路165包括第一电感器135和第一气体放电管105、第二气体放电管106和/或第三气体放电管107。如果第一气体放电管105不能使全部浪涌能量转移，则第二气体放电管106和/或第三气体放电管107可以用于转移浪涌能量的一部分或者全部。而且，第二气体放电管106和第三气体放电管107可以用于备用的目的，如果第一气体放电管105发生 故障或者已经由于先前的浪涌而放电。一旦气体放电管105、106和107放电，浪涌便经由气体放电管105、106和107行进到接地170 (例如，外罩205)。气体放电管105、106和107可以具有不同的导通电压并且因此可以在不同的时间放电。可替代地，气体放电管105、106和107可以具有相同的导通电压。每ー个非线性保护装置105、106和107均可以是气体放电管、金属氧化物变阻器(MOV)、ニ极管及其组合。图14是根据本发明的各种实施例的、带有MOV 108的DC旁路RF共轴浪涌保护器1400的概略电路图。通常利用MOV作为限压元件。如果在MOV 108处的电压低于它的箝位或者开关电压，则MOV 108呈现高阻杭。如果在MOV 108处的电压高于它的箝位或者开关电压，则MOV 108呈现低阻抗。因此，因为MOV的非线性电流-电压关系，MOV有时被称作非线性电阻器。MOV 108 一端108a附接到第一电感器135而另一端108b附接到接地170。图15是根据本发明的各种实施例的、带有气体放电管105和ニ极管111的DC旁路RF共轴浪涌保护器1500的概略电路图。在浪涌状态期间，主浪涌通路165包括气体放电管105，并且精细浪涌通路175包括ニ极管111。浪涌的主要部分经由气体放电管105传导，并且浪涌的、未被气体放电管105转移的任何部分均被ニ极管111转移至接地170。图16是根据本发明的各种实施例的、图15的DC旁路RF共轴浪涌保护器1500的截面视图。如在图16中所不，气体放电管105沿着第一平面181位于第一电感器135上方并且ニ极管111沿着第二平面182位于第二电感器140下方。在该实施例中，气体放电管105的位置与ニ极管111的位置偏移或者错开，从而这两个装置并不沿着同一竖直平面定位。因此，第一平面181和第二平面182基本相互平行但是并非彼此同心。空腔210的部分138产生电感。图17是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接至接地170的DC短路RF共轴浪涌保护器1700的概略电路图。因此，第一螺旋形电感器135和第ニ螺旋形电感器140 二者的外边缘均被连接到接地170 (例如，外罩205)。图18是根据本发明的各种实施例的、具有图17所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器1700的截面视图。图19是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图18的DC短路RF共轴浪涌保护器1700的透视图。图20是根据本发明的各种实施例的、图19的DC短路RF共轴浪涌保护器1700的截面视图。如所示那样，第一螺旋形电感器135和第二螺旋形电感器140 二者的外边缘均被连接到外罩205。图21是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接至接地170的DC短路RF共轴浪涌保护器2100的概略电路图。因此，第一、第二和第三螺旋形电感器135、140和139的外边缘均被连接到接地170 (例如，外罩205)。DC短路RF共轴浪涌保护器2300是5极设计。提供另外的极允许更好地衰减或者过滤低频信号而不会不利地影响RF性能。例如，5极设计(图21)具有比3极设计(图17)更好的低频衰減。类似地，7极设计(图25)具有比5极设计(图21)更好的低频衰減。例如，7极设计在大致IOOMHz下具有_80dB衰减，5极设计在大致55MHz下具有_80dB衰减，而3极设计在大致30MHz下具有_80dB衰减。图22是根据本发明的各种实施例的、具有图21所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器2100的截面视图。图23是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图22的DC短路RF共轴浪涌保护器2100的透视图。图24是根据本发明的各种实施 例的、图22的DC短路RF共轴浪涌保护器2100的截面视图。如所示那样，第一、第二和第三螺旋形电感器135、140和139的外边缘被直接地连接到外罩205。图25是根据本发明的各种实施例的、并不旁路DC而是实际上将DC短接至接地170的DC短路RF共轴浪涌保护器2500的概略电路图。图26是根据本发明的各种实施例的、具有图25所示概略电路图的DC短路RF共轴浪涌保护器2500的截面视图。图27是根据本发明的各种实施例的、部分地示出内部构件的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器2500的透视图。图28是根据本发明的各种实施例的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器2500的截面视图。图29和图30是根据本发明各种的实施例的、图26的DC短路RF共轴浪涌保护器2500的3维视图。如所示那样，第一、第二、第三和第四螺旋形电感器135、140、139和138的外边缘均被直接地连接到外罩205。虽然利用具体的电容性装置、螺旋形电感器和气体放电管示出优选实施例，但是并不要求完全在本发明中使用上述元件。因此，电容性装置、螺旋形电感器和气体放电管的值是为了示意各种实施例而非限制本发明。现在已经參考特殊实施例说明了本发明。其它实施例对本领域普通技术人员而言将是显而易见的。因此除了如由所附各权利要求明示之外，并不意图限制本发明。
权利要求
1.ー种DC旁路RF浪涌抑制器，包括 外罩，所述外罩限定了具有中心轴线的腔室，所述外罩具有通向所述腔室的开ロ ； 输入导体，所述输入导体被设置在所述外罩的所述腔室中，并且基本沿着所述腔室的所述中心轴线延伸； 输出导体，所述输出导体被设置在所述外罩的所述腔室中，并且基本沿着所述腔室的所述中心轴线延伸； 非线性保护装置，所述非线性保护装置位于所述外罩的所述开口中以将浪涌能量转移至接地； 电容器，所述电容器与所述输入导体和所述输出导体串联连接； 第一螺旋形电感器，所述第一螺旋形电感器具有连接到所述输入导体的内边缘和耦接到所述非线性保护装置的外边缘；和 第二螺旋形电感器，所述第二螺旋形电感器具有连接到所述输出导体的内边缘和耦接到所述非线性保护装置的外边缘。
2.根据权利要求I的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述第一螺旋形电感器和所述第二螺旋形电感器都用于将DC能量从所述输入导体传播到所述输出导体。
3.根据权利要求I的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述非线性保护装置选自以下的组，所述组包括气体放电管、金属氧化物变阻器、ニ极管以及它们的组合。
4.根据权利要求I的DC旁路RF浪涌抑制器，进ー步包括可移除帽，所述可移除帽能够连接到所述外罩以覆盖所述外罩中的所述开ロ。
5.根据权利要求I的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述输入导体、所述第一螺旋形电感器、所述第二螺旋形电感器和所述输出导体形成了 DC通路。
6.根据权利要求5的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述DC通路传播DC电流和遥测信号。
7.根据权利要求I的DC旁路RF浪涌抑制器，进ー步包括连接到所述第一螺旋形电感器的第一调谐电容器和位于所述第一调谐电容器与所述外罩之间的第一介电环形垫圈。
8.根据权利要求7的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述第一调谐电容器和所述第一介电环形垫圈位于所述外罩的所述腔室内。
9.根据权利要求7的DC旁路RF浪涌抑制器，进ー步包括连接到所述第二螺旋形电感器的第二调谐电容器和位于所述第二调谐电容器与所述外罩之间的第二介电环形垫圈。
10.根据权利要求9的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述第二调谐电容器和所述第二介电环形垫圈位于所述外罩的所述腔室内。
11.根据权利要求9的DC旁路RF浪涌抑制器，其中所述第一调谐电容器和所述第二调谐电容器都用作用于调谐目的的解耦电容器，并且使DC电流与所述外罩绝缘。
12.—种DC短路RF浪涌抑制器，包括 外罩，所述外罩限定了具有中心轴线的腔室； 输入导体，所述输入导体设置在所述外罩的所述腔室中，并且基本沿着所述腔室的所述中心轴线延伸； 输出导体，所述输出导体设置在所述外罩的所述腔室中，并且基本沿着所述腔室的所述中心轴线延伸；电容器，所述电容器与所述输入导体和所述输出导体串联连接； 第一螺旋形电感器，所述第一螺旋形电感器具有连接到所述输入导体的内边缘和耦接到所述外罩的外边缘；和 第二螺旋形电感器，所述第二螺旋形电感器具有连接到所述输出导体的内边缘和耦接到所述外罩的外边缘。
13.根据权利要求12的DC短路RF浪涌抑制器，其中所述第一螺旋形电感器和所述第ニ螺旋形电感器都用于将DC能量传播到接地。
14.根据权利要求12的DC短路RF浪涌抑制器，进ー步包括连接到所述第一螺旋形电感器的第一调谐电容器和位于所述第一调谐电容器与所述外罩之间的第一介电环形垫圈。
15.根据权利要求14的DC短路RF浪涌抑制器，其中所述第一调谐电容器和所述第一介电环形垫圈位于所述外罩的所述腔室内。
16.根据权利要求14的DC短路RF浪涌抑制器，进ー步包括连接到所述第二螺旋形电感器的第二调谐电容器和位于所述第二调谐电容器与所述外罩之间的第二介电环形垫圈。
17.根据权利要求16的DC短路RF浪涌抑制器，其中所述第二调谐电容器和所述第二介电环形垫圈位于所述外罩的所述腔室内。
18.根据权利要求16的DC短路RF浪涌抑制器，其中所述第一调谐电容器和所述第二调谐电容器都用作用于调谐目的的解耦电容器，并且使DC电流与所述外罩绝缘。
全文摘要
公开了一种用于保护硬件装置的设备。一种DC旁路RF浪涌抑制器包括限定具有中心轴线的腔室的外罩，该外罩具有通向腔室的开口；输入导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；输出导体，其设置在外罩的腔室中并且基本沿着腔室的中心轴线延伸；非线性保护装置，其位于外罩的开口中以将浪涌能量转移到接地；电容器，其与输入导体和输出导体串联连接；第一螺旋形电感器，其具有连接到输入导体的内边缘和耦接到非线性保护装置的外边缘；和第二螺旋形电感器，其具有连接到输出导体的内边缘和耦接到非线性保护装置的外边缘。
文档编号H02H9/04GK102742101SQ201080003251
公开日2012年10月17日 申请日期2010年10月4日 优先权日2009年10月2日
发明者乔纳森·L·琼斯, 克里斯·潘威尔 申请人:特兰斯泰克塔系统公司