專利名稱：用于通過(guò)絕緣體同軸耦合天線和用于放大相鄰絕緣體的信號(hào)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耦合系統(tǒng)和方法，更具體地涉及用于通過(guò)絕緣體耦合天線的系統(tǒng)和方法。例如將天線耦合到無(wú)線電話機(jī)。
背景技術(shù)：
天線耦合系統(tǒng)和方法被廣泛應(yīng)用于將天線通過(guò)絕緣體與接收機(jī)耦合。例如，在移動(dòng)無(wú)線電話通信中，無(wú)線電話機(jī)例如蜂窩無(wú)線電話機(jī)可以安裝在車輛內(nèi)部。天線可以安裝在車輛外部。耦合系統(tǒng)和方法被用于經(jīng)過(guò)如車窗這樣的絕緣體將該天線與無(wú)線電話機(jī)耦合。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“無(wú)線電話機(jī)”包括模擬和數(shù)字無(wú)線電話機(jī)，多模式無(wú)線電話機(jī)，高功能個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備，該設(shè)備可以包括大顯示器、掃描儀、全尺寸鍵盤等，無(wú)線個(gè)人數(shù)字輔助器(PDA)和其他設(shè)備例如裝備了無(wú)線調(diào)制解調(diào)器和其它無(wú)線電電子設(shè)備的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，盡管本申請(qǐng)描述移動(dòng)無(wú)線電話機(jī)與天線通過(guò)車窗耦合，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何無(wú)線電收發(fā)信機(jī)并且絕緣體不限于車窗。另外，本發(fā)明不必用于移動(dòng)環(huán)境，也可以用于將建筑物外的天線與建筑物內(nèi)的收發(fā)信機(jī)通過(guò)絕緣體耦合。
利用在窗戶任何一側(cè)的電容性平板將高頻信號(hào)通過(guò)窗戶電容性耦合是公知的。見Harada的美國(guó)專利4621243題目為“用于天線的發(fā)射信道耦合器”。該專利也描述了利用環(huán)路線圈和螺旋諧振器通過(guò)窗戶發(fā)射高頻信號(hào)。
多個(gè)平版也用于窗戶的任何一側(cè)將通過(guò)那里的信號(hào)進(jìn)行電容性耦合。例如見Rychlik的美國(guó)專利2829367題目“電視導(dǎo)入耦合器”和Larsen等人的美國(guó)專利4764773題目“移動(dòng)天線和穿過(guò)玻璃的阻抗匹配饋電系統(tǒng)”。
最后，提供安裝在電介質(zhì)例如車窗表面上的共線輻射器和安置在安裝在電介質(zhì)相反表面上導(dǎo)電外殼內(nèi)的可調(diào)諧耦合電路是公知的。見Hadzoglou的美國(guó)專利4839662題目“蜂窩移動(dòng)通信天線”。
在提供天線耦合系統(tǒng)和方法時(shí)，通常希望將天線通過(guò)具有低插入損耗的絕緣體與收發(fā)信機(jī)耦合。例如，在提供低鏈路余量的衛(wèi)星無(wú)線電話機(jī)中，希望通過(guò)絕緣體的插入損耗保持在0.5dB或更小。不幸地是，許多常規(guī)耦合系統(tǒng)產(chǎn)生2db或更大的插入損耗。另外，許多高性能天線利用兩個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)體而非單一導(dǎo)體。例如，四線螺旋天線可以利用兩個(gè)或更多導(dǎo)體。因此，希望通過(guò)同軸電纜將射頻信號(hào)從絕緣體內(nèi)部耦合到絕緣體外部的同軸電纜上。
高效地將天線與無(wú)線電話機(jī)收發(fā)信機(jī)耦合更困難。特別是，在許多無(wú)線電話機(jī)應(yīng)用中，無(wú)線電話機(jī)位于封閉環(huán)境內(nèi)，例如車輛或建筑物?？墒?，希望包括封閉環(huán)境外的天線以便提供足夠的鏈路余量。例如，在涉及移動(dòng)車輛與通信衛(wèi)星之間無(wú)線電鏈路的無(wú)線電話通信中，通常希望天線在車輛外。也通常希望使射頻接收機(jī)單元接近天線，以便允許改善接收機(jī)天線增益與接收機(jī)系統(tǒng)溫度的比值。此外，實(shí)際上，也希望包括一個(gè)接近天線的發(fā)射機(jī)功率放大器，以克服天線和收發(fā)信機(jī)之間的發(fā)射損耗。
提供鄰近車窗外天線的外部電子線路組件或模塊是公知的，由此改善車輛內(nèi)無(wú)線電話機(jī)的性能。不幸地是，外部電子線路組件會(huì)受到環(huán)境破壞或故意損壞。其它潛在危險(xiǎn)包括可以損壞外部電子線路組件的自動(dòng)汽車清洗機(jī)。
另外，很難將車窗外電子線路組件與車輛內(nèi)無(wú)線電話機(jī)耦合。在車窗或車體其它部分打孔是不可容許的。穿過(guò)門框布置同軸電纜也是不可容許的。因此，組合了天線和電子線路組件的室外天線單元已經(jīng)用于運(yùn)輸行業(yè)或航海應(yīng)用(例如INMARSAT-C系統(tǒng))，但通常不希望用于陸地蜂窩和衛(wèi)星無(wú)線電話通信系統(tǒng)例如銥星、全球星和ACeS系統(tǒng)。
允許無(wú)線電話機(jī)天線用于封閉環(huán)境例如建筑物或車輛中是公知的。盡管該方案對(duì)于許多蜂窩無(wú)線電話通信是可接受的，但不希望用于具有低鏈路余量幫助最好工作在無(wú)線電話機(jī)與通信衛(wèi)星之間直線上的衛(wèi)星無(wú)線電話通信中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以提供同軸耦合系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過(guò)包括第一和第二絕緣體表面的絕緣體，將包括第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體的第一同軸電纜與包括第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體的第二同軸電纜耦合。第一中心平板和第一環(huán)繞平板適合于安裝在第一絕緣體表面上，以便第一環(huán)繞平板圍繞第一絕緣體表面上的第一中心平板。第一中心平板電連接到第一內(nèi)部導(dǎo)體，而第一環(huán)繞平板電連接到第一屏蔽導(dǎo)體。第二中心平板和第二環(huán)繞平板適合于安裝在第二絕緣體表面上，以便第二環(huán)繞平板圍繞第二絕緣體表面上的第二中心平板，第一和第二中心平板相互相鄰，它們之間為絕緣體，而第一和第二環(huán)繞平板相互相鄰，它們之間為絕緣體。第二中心平板電連接到第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二環(huán)繞平板電連接到第二屏蔽導(dǎo)體。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)按照本發(fā)明，上述同軸耦合系統(tǒng)和方法可以允許所需要頻率范圍的通信信號(hào)在安裝在窗戶外部的天線與安裝在窗戶內(nèi)的無(wú)線電收發(fā)信機(jī)之間以低損耗通過(guò)，通過(guò)窗戶每側(cè)上的同軸傳輸線進(jìn)行發(fā)射。另外，通過(guò)允許兩個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)體電容性耦合，可以為高性能天線提供“單一端口”或“多端口”。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二中心平板是第一和第二圓盤，而第一和第二環(huán)繞平板是第一和第二圓環(huán)。更具體地，第一和第二圓環(huán)是第一和第二連續(xù)環(huán)。另外，第一電感器最好電連接在第一中心平板和第一環(huán)繞平板之間，而第二電感器最好電連接在第二中心平板和第二環(huán)繞平板之間?？梢园ㄒ粚?duì)第一墊片，該對(duì)墊片的各個(gè)墊片在第一中心平板和第一環(huán)繞平板上，以便第一電感器電連接到第一墊片對(duì)之間。也可以包括一對(duì)第二墊片，該對(duì)墊片的各個(gè)墊片在第二中心平板上和第二環(huán)繞平板上，以便第二電感器電連接到第二墊片對(duì)之間。
本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)可以在寬頻帶上提供減少的插入損耗，同時(shí)減少不需要的雜散耦合。特別是，第一內(nèi)部導(dǎo)體在那上面的第一位置上電連接到第一中心平板，而第一電感器在遠(yuǎn)離第一位置的第二位置上電連接到第一中心平板。第二內(nèi)部導(dǎo)體優(yōu)選地在那上面的第一位置上電連接到第二中心平板，并且優(yōu)選地在遠(yuǎn)離第一位置的第二位置上電連接到第二中心平板。
更好地，第一中心平板上的第一位置與第二中心平板上的第二位置相鄰，而第一中心平板上的第二位置與第一中心平板上的第一位置相鄰。更好地，第一屏蔽導(dǎo)體在那上面的第一位置上電連接到第一環(huán)繞平板，而第二屏蔽導(dǎo)體在遠(yuǎn)離第一環(huán)繞平板上第一位置的第二位置上電連接到第二環(huán)繞平板。
更好地，第一屏蔽導(dǎo)體也在那上面的第一位置上電連接到第一環(huán)繞平板，而第二屏蔽導(dǎo)體在與第一環(huán)繞平板上第一位置相對(duì)的第二位置上連接到第二環(huán)繞平板。因此，第一和第二同軸電纜優(yōu)選地在相反方向上從耦合系統(tǒng)中露出，以減少不需要的寄生耦合。第一和第二電感器優(yōu)選地也位于相互相對(duì)的位置，以減少互感。
在本發(fā)明的另一方面，第一中心平板和第一環(huán)繞平板限定了它們之間的第一間隔，而第二中心平板和第二環(huán)繞平板限定了它們之間的第二間隔。第一屏蔽導(dǎo)體優(yōu)選地伸展到第一間隔中，而第二屏蔽導(dǎo)體優(yōu)選地伸展到第二間隔中。更好地，第一屏蔽導(dǎo)體伸展到第一間隔中間，而第二屏蔽導(dǎo)體優(yōu)選地伸展到第二間隔中間。
第一中心平板和環(huán)繞平板可以包含在第一外殼中。第二中心平板和第二環(huán)繞平板可以包含在第二外殼中。在第一和第二外殼至少一個(gè)上可以提供一個(gè)對(duì)準(zhǔn)銷，有助于在絕緣體各自第一和第二表面上將第一外殼和第二外殼相互相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明可以用于將天線通過(guò)包括外表面和內(nèi)表面的窗戶與無(wú)線電話機(jī)耦合。因此，如上所述，第一同軸電纜包括與天線耦合的第一內(nèi)導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體。第二同軸電纜包括與無(wú)線電話機(jī)耦合的第二內(nèi)導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體?？墒牵缟纤?，本發(fā)明可以用于其它耦合應(yīng)用。
按照本發(fā)明的方法可以用于將包括第一內(nèi)導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體的第一同軸電纜通過(guò)包括第一和第二絕緣體表面的絕緣體與包括第二內(nèi)導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體的第二同軸電纜耦合。第一中心平板和第一環(huán)繞平板附著在第一絕緣體表面，以便第一環(huán)繞平板圍繞第一表面上的第一中心平板。第一中心平板電連接到第一內(nèi)導(dǎo)體，而第一環(huán)繞平板電連接到第一屏蔽導(dǎo)體。第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著在第二絕緣體表面，以便第二環(huán)繞平板圍繞第二表面上的第二中心平板，第一和第二環(huán)繞平板相互相鄰，之間是絕緣體。第二中心平板電連接到第二內(nèi)導(dǎo)體，而第二環(huán)繞平板電連接到第二屏蔽導(dǎo)體。第一中心平板也可以電感性耦合到第一環(huán)繞平板，而第二中心平板也可以電感性耦合到第二環(huán)繞平板。由此同軸耦合系統(tǒng)和方法可以提供所希望頻率范圍上以低損耗通過(guò)絕緣體的耦合同軸線。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，來(lái)自車窗外天線的信號(hào)可以通過(guò)窗戶同軸耦合，而該信號(hào)可以相鄰和在窗戶內(nèi)放大。放大的信號(hào)然后提供給遠(yuǎn)離窗戶的無(wú)線電話機(jī)。通過(guò)將來(lái)自該天線的信號(hào)同軸耦合穿過(guò)窗戶，可以提供從窗戶外向窗戶內(nèi)的高性能耦合。通過(guò)相鄰窗戶或在窗戶內(nèi)放大該信號(hào)，在低鏈路余量條件下可以獲得高性能，而不需要將電子線路組件遭受外部損害。
按照本發(fā)明這方面的系統(tǒng)包括一個(gè)透過(guò)窗戶的同軸耦合器，該耦合器在窗戶內(nèi)部和外部表面之間同軸耦合射頻(RF)信號(hào)。透過(guò)窗戶同軸耦合器包括一個(gè)安裝在窗戶內(nèi)部表面上的內(nèi)部部分，和一個(gè)安裝在窗戶外部表面上并且耦合到外部天線的外部部分。優(yōu)選地，可以使用上述的同軸耦合器。一個(gè)內(nèi)部電子線路組件與透過(guò)窗戶同軸耦合器內(nèi)部部分耦合，并且位于內(nèi)部部分附近和遠(yuǎn)離無(wú)線電話機(jī)。內(nèi)部電子線路組件包括一個(gè)接收放大器，該放大器放大從外部天線通過(guò)透過(guò)窗戶同軸耦合器接收的RF信號(hào)，并且通過(guò)這樣放大的RF信號(hào)給無(wú)線電話機(jī)。
在實(shí)施例中，電子線路組件也包括一個(gè)發(fā)射放大器，該放大器放大從無(wú)線電話機(jī)接收的第二RF信號(hào)并且通過(guò)透過(guò)窗戶同軸耦合器提供這樣放大的第二RF信號(hào)給該天線。接收放大器優(yōu)選地是一個(gè)低噪聲放大器，而發(fā)射放大器優(yōu)選的是一個(gè)功率放大器。內(nèi)部電子線路組件也可以包括一個(gè)切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)響應(yīng)無(wú)線電話機(jī)在接收放大器和發(fā)射放大器之間切換，以提供發(fā)射和接收操作。內(nèi)部電子線路組件也可以包括一個(gè)控制器，該控制器響應(yīng)無(wú)線電話機(jī)控制切換系統(tǒng)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部電子線路組件可以包括一個(gè)無(wú)線電收發(fā)信機(jī)，該收發(fā)信機(jī)無(wú)線地對(duì)無(wú)線電話機(jī)發(fā)射信號(hào)和從無(wú)線電話機(jī)接收信號(hào)。因此，只需要對(duì)內(nèi)部電子線路組件提供電源，而信號(hào)和/或控制連接可以利用無(wú)線電通信提供給無(wú)線電話機(jī)。可以使用的這樣一種無(wú)線電通信協(xié)議是著名的“藍(lán)牙”協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定了能夠?qū)o(wú)線電電子設(shè)備連接和通過(guò)短距離無(wú)線地與特別網(wǎng)絡(luò)通信的2.4GHz頻帶上的通用無(wú)線電接口。在該實(shí)施例中，無(wú)線電話機(jī)的部分或全部元件可以安裝在與耦合器內(nèi)部部分相鄰的電子線路組件中。信號(hào)則被無(wú)線地中繼給能夠提供用戶接口的藍(lán)牙兼容無(wú)線電電子設(shè)備。
因此，利用同軸耦合器來(lái)去天線的信號(hào)可以有效地透過(guò)窗戶耦合，該耦合器與相鄰窗戶而遠(yuǎn)離無(wú)線電話機(jī)的內(nèi)部電子線路組件耦合。該內(nèi)部電子線路組件可以利用同軸電纜和一個(gè)或幾個(gè)控制電纜連接到無(wú)線電話機(jī)，或可以無(wú)線地連接到無(wú)線電話機(jī)。因此，通過(guò)將天線透過(guò)窗戶與無(wú)線電話機(jī)耦合并且相鄰和在窗戶內(nèi)部放大信號(hào)可以提供高性能的系統(tǒng)和方法。


圖1表示按照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，用于通過(guò)放大相鄰和在窗戶內(nèi)部信號(hào)將天線透過(guò)窗戶與無(wú)線電話機(jī)耦合。
圖2是圖1的內(nèi)部電子線路組件實(shí)施例的方框圖。
圖3表示按照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，其中封閉環(huán)境是建筑物。
圖4表示按照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的另一個(gè)實(shí)施例，用于將外部天線透過(guò)窗戶與無(wú)線電話機(jī)同軸耦合。
圖5上按照本發(fā)明的無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件實(shí)施例的方框圖。
圖6A、6B和6C分別是頂視圖、截面圖和底視圖，表示按照本發(fā)明將外部同軸電纜透過(guò)窗戶與內(nèi)部同軸電纜耦合的系統(tǒng)和方法。
圖7A-7C表示按照本發(fā)明同軸耦合系統(tǒng)和方法的替代設(shè)計(jì)。
圖8A-8B表示按照本發(fā)明的耦合系統(tǒng)和方法的應(yīng)用，將車輛外部的天線與車輛內(nèi)部的無(wú)線電話機(jī)耦合。
圖9圖示說(shuō)明了按照本發(fā)明耦合系統(tǒng)和方法的模擬衰減損耗。
圖10圖示說(shuō)明了按照本發(fā)明耦合系統(tǒng)和方法的模擬反射損耗。
圖11是史密斯圓圖，表示按照本發(fā)明的耦合系統(tǒng)和方法的模擬輸入阻抗。
圖12是按照本發(fā)明耦合系統(tǒng)和方法的等效電路圖。
圖13圖示說(shuō)明了按照本發(fā)明耦合系統(tǒng)和方法的測(cè)量數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，圖中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例?？墒?，可以用許多不同形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此闡述的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制；相反，提供這些實(shí)施例以便說(shuō)明書公開更充分徹底，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員更完整地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在圖中，為清楚而夸大了各層和區(qū)域的厚度。相同的參考號(hào)碼代表相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)所稱一個(gè)元件在另一個(gè)元件“上”時(shí)，它可以直接在其它元件上或也可以出現(xiàn)插入元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件所稱直接在另一個(gè)元件上時(shí)，沒有出現(xiàn)插入元件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，描述按照本發(fā)明通過(guò)相鄰和在窗戶內(nèi)放大信號(hào)而將天線透過(guò)窗戶同軸耦合到無(wú)線電話機(jī)的系統(tǒng)和方法。如圖1所示，在封閉環(huán)境例如車輛100的外部安裝一個(gè)外部天線102?？墒牵瑢⒗斫?，封閉環(huán)境也可以是個(gè)建筑物，如同下面將描述的。也將理解，也可以安裝幾個(gè)天線，如同下面將描述的。車輛100外部的外部天線102利用透過(guò)窗戶同軸耦合器106和內(nèi)部電子線路組件110耦合到車輛100內(nèi)部的無(wú)線電話機(jī)114。透過(guò)窗戶同軸耦合器106將射頻(RF)信號(hào)在窗戶104的內(nèi)部表面104a和外部表面104b之間同軸耦合。透過(guò)窗戶同軸耦合器106包括一個(gè)安裝在內(nèi)部表面104a上的內(nèi)部部分106a，和一個(gè)安裝在外部表面104b上的外部部分106b。外部部分106b直接或通過(guò)耦合連桿108與外部天線102耦合，該連桿包括外部部分106b和外部天線102之間的同軸電纜。下面將詳細(xì)描述同軸耦合器106的優(yōu)選設(shè)計(jì)。
仍然繼續(xù)參照?qǐng)D1的說(shuō)明，內(nèi)部電子線路組件110將內(nèi)部部分106a耦合到無(wú)線電話機(jī)114，該組件位于相鄰內(nèi)部部分106a而遠(yuǎn)離無(wú)線電話機(jī)114。如同下面詳細(xì)描述的，電子線路組件優(yōu)選地包括一個(gè)接收放大器，該放大器放大從外部天線102通過(guò)透過(guò)窗戶同軸耦合器106接收的RF信號(hào)并且提供如此放大的RF信號(hào)給無(wú)線電話機(jī)114。電子線路組件也可以包括一個(gè)發(fā)射放大器，該放大器放大來(lái)自無(wú)線電話機(jī)114通過(guò)同軸耦合器之前的RF信號(hào)。發(fā)射放大器可以將從外部天線20發(fā)射的功率提高到所希望的電平，如同本領(lǐng)域公知的。
在圖1中，第一電纜116用于耦合內(nèi)部部分106a和內(nèi)部電子線路組件110，第二電纜112用于耦合電子線路組件110和無(wú)線電話機(jī)114。第一電纜116優(yōu)選地包括同軸電纜，而第二電纜112優(yōu)選地包括同軸電纜。應(yīng)當(dāng)理解，第一電纜116可以省略，而內(nèi)部電子線路組件110可以與內(nèi)部部分106a形成整體的。替代地，電纜而非同軸電纜可以用于將內(nèi)部部分106a與電子線路模塊110耦合。另外，第二電纜112也可以包括一個(gè)控制電纜，耦合內(nèi)部電子線路組件110和無(wú)線電話機(jī)114，和/或包括電源電纜，對(duì)內(nèi)部電子線路組件110提供電源。替代地，控制和/或電源可以通過(guò)同軸電纜提供。在另一個(gè)替代形式中，下面將詳細(xì)描述，在內(nèi)部電子線路組件110和無(wú)線電話機(jī)114之間可以提供無(wú)線電聯(lián)系。
圖2是按照本發(fā)明的內(nèi)部電子線路組件110實(shí)施例的方框圖。如圖2所示，內(nèi)部電子線路組件110包括一個(gè)接收放大器，例如低噪聲放大器(LNA)202，該放大器放大從外部天線102通過(guò)透過(guò)窗戶同軸耦合器106和第一電纜116接收的RF信號(hào)，并且提供這樣放大的RF信號(hào)給無(wú)線電話機(jī)114。可以安裝有關(guān)的濾波器204a和204b，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
內(nèi)部電子線路組件110也可以包括一個(gè)發(fā)射放大器例如RF功率放大器212，該放大器放大從無(wú)線電話機(jī)114接收的RF信號(hào)并且通過(guò)透過(guò)窗戶同軸耦合器106提供這樣放大的RF信號(hào)給外部天線102。可以提供有關(guān)濾波器214a、214b，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。通過(guò)包含發(fā)射放大器212，可以獲得對(duì)發(fā)射功率的精確控制。
也如圖2所示，內(nèi)部電子線路組件110可以包括一個(gè)切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個(gè)開關(guān)元件206a、206b在低噪聲放大器202與功率放大器212之間切換，以在響應(yīng)無(wú)線電話機(jī)114的控制器208控制下提供半雙工通信。通過(guò)包括控制器208，可以獲得發(fā)射突發(fā)的精確定時(shí)。最后，如圖2所示，無(wú)線電話機(jī)114和內(nèi)部電子線路組件110之間的第二電纜112可以包括一個(gè)攜帶RF信號(hào)的同軸電纜112a，或提供電源給內(nèi)部電子線路組件的耗電元件的一個(gè)或幾個(gè)電源電纜112b，和可以加到控制器208的一個(gè)或幾個(gè)控制信號(hào)電纜112c。
圖3表示按照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，其中封閉環(huán)境是一個(gè)建筑物300。如圖3所示，透過(guò)窗戶同軸耦合器106分別在窗戶104的內(nèi)部表面104a和外部表面104b之間同軸耦合RF信號(hào)。透過(guò)窗戶同軸耦合器106包括一個(gè)安裝在內(nèi)部表面104a上的內(nèi)部部分106a，和一個(gè)安裝在外部表面104b上的外部部分106b。圖3中，雙工器218被包含在窗戶104外，以便同軸耦合器106可以通過(guò)耦合連桿208a、208b分別與幾個(gè)天線202a、202b耦合。例如，該天線202a可以是發(fā)射天線，而該天線202b可以是接收天線。耦合到多個(gè)天線202a、202b的雙工器設(shè)計(jì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，在此不需要進(jìn)一步描述。同軸耦合器可以提供單一端口連接，該連接可以有助于使用雙工器218對(duì)多個(gè)天線202a、202b提供多端口連接。
最后，如圖3所示，內(nèi)部電子線路組件110被耦合到內(nèi)部部分106a，并且也通過(guò)第二電纜112耦合到無(wú)線電話機(jī)114。內(nèi)部電子線路組件110的設(shè)計(jì)可以與圖2的類似，不需要再次描述。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，說(shuō)明按照本發(fā)明通過(guò)窗戶將外部天線與無(wú)線電話機(jī)同軸耦合的系統(tǒng)和方法的另一個(gè)實(shí)施例。如圖4所示，內(nèi)部電子線路組件110｀與無(wú)線電話機(jī)114｀之間的鏈路是利用內(nèi)部電子線路組件110｀上的第一天線402和無(wú)線電話機(jī)114｀上第二天線404的無(wú)線電鏈路406。因此，只需要對(duì)無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀提供電源連接。控制和信號(hào)連接可以通過(guò)無(wú)線電鏈路406提供。
無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀可以包含放大器、濾波器、開關(guān)和控制電路，與關(guān)于圖2所描述的類似。可是，不用第二電纜112，可以使用短距離射頻收發(fā)信機(jī)。在該實(shí)施例中，無(wú)線電話機(jī)114｀可以是常規(guī)蜂窩衛(wèi)星或其它無(wú)線電話機(jī)。替代地，無(wú)線電話機(jī)114｀可以是短距離無(wú)線電話機(jī)例如無(wú)繩無(wú)線電話機(jī)或工作在藍(lán)牙協(xié)議下的短距離收發(fā)信機(jī)，如同下面詳細(xì)描述的。
在無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀的優(yōu)選方面，所有移動(dòng)收發(fā)信機(jī)RF電路、數(shù)字信號(hào)處理電路和控制處理器電路可以包含在無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀內(nèi)。然后，無(wú)線電話機(jī)114｀可以是任何種類的無(wú)線電電子設(shè)備，例如便攜計(jì)算機(jī)或傳真機(jī)，以及蜂窩電話機(jī)或無(wú)繩電話機(jī)。無(wú)線電話機(jī)114｀可以是包括麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和/或數(shù)據(jù)端口的無(wú)線電輸入/輸出電子設(shè)備。也應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)線電鏈路406可以使用紅外線或其它形式的無(wú)線電鏈路。
圖5是無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀的一個(gè)實(shí)施例方框圖，該組件使用無(wú)線電技術(shù)對(duì)無(wú)線電話機(jī)發(fā)射外部無(wú)線電話信號(hào)和從無(wú)線電話機(jī)接收無(wú)線電話信號(hào)。如圖5所示，無(wú)線電內(nèi)部電子線路組件110｀包括一個(gè)蜂窩/衛(wèi)星部分502和一個(gè)短距離無(wú)線電部分504。
蜂窩/衛(wèi)星部分502可以包括一個(gè)蜂窩/衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)512、一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)514和一個(gè)控制器516，例如微處理器控制器。收發(fā)信機(jī)通過(guò)第一電纜116與同軸耦合器106的內(nèi)部部分106a耦合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，蜂窩/衛(wèi)星部分502優(yōu)選地與通過(guò)外部天線102接口的蜂窩/衛(wèi)星系統(tǒng)相兼容。
短距離無(wú)線電部分504可以包括一個(gè)短距離無(wú)線電收發(fā)信機(jī)522和一個(gè)控制器526。短距離無(wú)線電收發(fā)信機(jī)522通過(guò)第一天線402和無(wú)線電鏈路406向無(wú)線電話機(jī)114｀發(fā)射消息和從無(wú)線電話機(jī)114｀接收消息。
短距離無(wú)線電部分504可以控制蜂窩/衛(wèi)星部分502。短距離無(wú)線電收發(fā)信機(jī)可以是紅外線收發(fā)信機(jī)或無(wú)繩RF收發(fā)信機(jī)，例如用于無(wú)繩電話機(jī)的。在優(yōu)選實(shí)施例中，短距離無(wú)線電部分包括一個(gè)收發(fā)信機(jī)。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，藍(lán)牙技術(shù)提供在2.45GHz頻帶上的通用無(wú)線電接口，該技術(shù)能夠?qū)⒈銛y電子設(shè)備通過(guò)短距離特別網(wǎng)絡(luò)連接和進(jìn)行無(wú)線電通信。藍(lán)牙技術(shù)在例如Haartsen所著“藍(lán)牙——用于特別無(wú)線電連接的通用無(wú)線電接口”，Ericsson ReviewNo.3，1998，pp.110-117描述，該公開文件在此引用作為參考。這類協(xié)議可以用于旅客車輛中的個(gè)人，以及出租車服務(wù)、高級(jí)大轎車服務(wù)，和包括公共汽車和其它多單元封閉環(huán)境。
現(xiàn)在將描述按照本發(fā)明的透過(guò)窗戶同軸耦合器106的優(yōu)選實(shí)施例。圖6A、6B和6C分別是系統(tǒng)和方法的頂視圖、截面圖和底視圖，用于將第一同軸電纜通過(guò)絕緣體耦合到第二同軸電纜。如圖6A-6C所示，耦合系統(tǒng)和方法106將包括第一內(nèi)部導(dǎo)體14和第一屏蔽導(dǎo)體16的外部同軸電纜12通過(guò)分別包括外部和內(nèi)部窗戶表面104a和104b的風(fēng)擋或其它窗戶104耦合到包括第二內(nèi)部導(dǎo)體24和第二屏蔽導(dǎo)體26的第一同軸電纜116。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，每個(gè)同軸電纜也可以包括一個(gè)內(nèi)部絕緣體和一個(gè)外套。
第一中心平板42和第一環(huán)繞平板44適合于利用黏合劑、按扣和/或其它常規(guī)附著裝置附著在外部窗戶表面104b上，以便第一環(huán)繞平板44在外部表面104b上圍繞第一中心平板42。第一中心平板42利用焊錫34a和/或其它常規(guī)電連接裝置電連接到第一內(nèi)部導(dǎo)體14。第一環(huán)繞平板44利用焊錫34b和/或其它常規(guī)電連接裝置電連接到第一屏蔽導(dǎo)體16。
第二中心平板52和第二環(huán)繞平板54也適合于利用黏合劑、按扣和/或其它常規(guī)附著裝置附著在內(nèi)部窗戶表面104a上，以便第二環(huán)繞平板54在內(nèi)部表面104a上圍繞第二中心平板52。如圖所示，第一和第二中心平板42和52分別中間隔著窗戶104相互相鄰。第一和第二環(huán)繞平板44和54也中間隔著窗戶104相互相鄰。第二中心平板52利用焊錫34c和/或其它常規(guī)電連接裝置電連接到第二內(nèi)部導(dǎo)體24。第二環(huán)繞平板54利用焊錫34d和/或其它電連接裝置電連接到第二屏蔽導(dǎo)體26。
如圖6A-6C所示，第一和第二中心平板42和52分別優(yōu)選地是第一和第二圓盤。第一和第二環(huán)繞平板44和54分別優(yōu)選地是第一和第二圓環(huán)。也如圖6A-6C所示，第一和第二圓環(huán)44和54分別優(yōu)選地是第一和第二連續(xù)圓環(huán)?？墒?，可以使用多邊形中心平板和環(huán)繞平板，包括但不限于正方形中心平板和環(huán)繞平板，在中心平板和/或環(huán)繞平板上可能出現(xiàn)間隔以使它們不連續(xù)。
第一電感器46利用焊錫44e、44f和/或其它常規(guī)電連接裝置電連接到第一中心平板42和第一環(huán)繞平板44之間。第二電感器56利用焊錫54g、54h電連接到第二中心平板52和第二環(huán)繞平板54之間。也可以在中心平板和環(huán)繞平板之間電連接幾個(gè)電感器，如同下面所描述的。
同軸電纜12和116和電感器46和56在那上面的任何任意位置上電連接到中心平板和環(huán)繞平板?？墒牵瑑?yōu)選地，它們?nèi)鐖D6A-6C所示連接，以便減少和優(yōu)選地使不需要的耦合和寄生效應(yīng)最小。更具體地，第一內(nèi)部導(dǎo)體14優(yōu)選地在那上面的第一位置42a電連接到第一中心平板42，第一電感器46優(yōu)選地在遠(yuǎn)離第一位置的第二位置42b上連接到第一中心平板42。第二內(nèi)部導(dǎo)體24優(yōu)選地在那上面的第一位置52a電連接到第二中心平板52，第二電感器56優(yōu)選地在遠(yuǎn)離第一位置52a的第二位置52b上連接到第二中心平板52。另外，在第一中心平板42上的第一位置42a優(yōu)選地相鄰第二中心平板52上的第二位置52b。第一中心平板42上的第二位置42b優(yōu)選地相鄰第二中心平板52上的第一位置52a。
第一屏蔽導(dǎo)體16優(yōu)選地在那上面的第一位置44a上電連接到第一環(huán)繞平板44。第二屏蔽導(dǎo)體26優(yōu)選地在遠(yuǎn)離第一環(huán)繞平板44上第一位置44a并且與優(yōu)選地與其相對(duì)的那上面的第二位置54a電連接到第二環(huán)繞平板54。另外，第一電感器46優(yōu)選地在遠(yuǎn)離第一位置44a并且優(yōu)選地與其相對(duì)的第二位置44b上電連接到第一環(huán)繞平板44。第二電感器56在遠(yuǎn)離第一位置54a并且優(yōu)選地與其相對(duì)的第二位置54b上電連接到第二環(huán)繞平板54。因此，如圖所示，第一和第二同軸電纜優(yōu)選地從相對(duì)方向出現(xiàn)并且第一電感器優(yōu)選地互相遠(yuǎn)離地安置。
如圖6A-6C所示，第一中心平板42和第一環(huán)繞平板44優(yōu)選地限定了它們之間的第一間隔48，第二中心平板52和第二環(huán)繞平板54優(yōu)選地限定了它們之間的第二間隔58。第一屏蔽導(dǎo)體16優(yōu)選地延伸進(jìn)入第一間隔，而第二屏蔽導(dǎo)體26優(yōu)選地延伸進(jìn)入第二間隔58。優(yōu)選地，如圖所示，第一屏蔽16優(yōu)選地延伸到第一間隔48中間，而第二屏蔽26優(yōu)選地延伸到第二間隔58中間。
仍然參照?qǐng)D6A-6C，第一中心平板42、第一環(huán)繞平板44、第二中心平板52和第二環(huán)繞平板54每個(gè)上的第一和第二位置可以利用翼片例如凸出的翼片限定。該翼片可以有助于在中心平板和環(huán)繞平板上適當(dāng)位置的焊錫連接。該翼片可以提高并且可以具有增強(qiáng)焊接的形狀?？梢允褂枚鄬右砥??？墒?，應(yīng)當(dāng)理解，中心平板和環(huán)繞平板每個(gè)上的第一和第二位置不必由具體零件例如翼片所限定。
最后，第一外殼50包含第一中心平板42和第一環(huán)繞平板44。第二外殼60包含第二中心平板52和第二環(huán)繞平板54。第一外殼50也可以包含外部同軸電纜12和第一同軸電纜接頭18。類似地，第二外殼60也可以包含第一同軸電纜116和第二同軸電纜接頭28?？墒菓?yīng)當(dāng)理解，同軸電纜接頭18和28不必包含在外殼內(nèi)或相鄰?fù)鈿?，也可以被完全取消。類似地，同軸電纜12和116自身可以在外殼50和60之外。
為有助于將第一外殼50和第二外殼60在窗戶104相對(duì)表面上相互對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)銷例如一對(duì)凹坑36a、36b可以安裝在各自外殼50和60上。替代地，對(duì)準(zhǔn)銷36a、36b可以涂或相反刻在外殼50和60上，也可以通過(guò)外殼50和60的總形狀提供。另外，對(duì)準(zhǔn)銷并不需要提供。
中心平板、環(huán)繞平板、電感器和外殼的材料和尺寸可以根據(jù)特定應(yīng)用改變?？墒牵行钠桨搴铜h(huán)繞平板優(yōu)選地包括沖壓銅片，而外殼優(yōu)選地包括塑料。環(huán)繞平板可以具有大約45mm的外徑和大約20mm的內(nèi)徑。中心平板可以具有大約15mm的直徑以便出現(xiàn)大約2.5mm的間隔。該平板厚度可以小于1mm。外殼應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地保持上面和下面大約1cm的清楚面積。電感器可以是曲線電感器而非線圈。
應(yīng)當(dāng)理解，可以使用幾個(gè)電感器將各個(gè)中心平板與各自環(huán)繞平板耦合。圖7A-7C表示了中心平板、環(huán)繞平板和同軸電纜定位和電感器的替代設(shè)計(jì)。電感可以是分布式的，以減少制造小型電感器值的困難。因此，例如，四個(gè)20nH線圈可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)5nH線圈。
圖8A-8B表示了按照本發(fā)明的耦合系統(tǒng)和方法應(yīng)用，將車輛外部的天線與車輛內(nèi)的無(wú)線電話機(jī)耦合。如圖8A所示，耦合106用于將第一同軸電纜108透過(guò)車輛100的后窗104與第二同軸電纜112耦合，該第一同軸電纜連接到一個(gè)天線，例如車輛100頂棚上的四線螺旋天線102，而第二同軸電纜自身與車輛100內(nèi)無(wú)線電話機(jī)114耦合。圖8B表示了類似圖8A的實(shí)施例，除了貼片天線102｀可以用在車輛100頂棚上外。應(yīng)當(dāng)理解，其它天線也可以使用，并且使用耦合器、天線和收發(fā)信機(jī)例如無(wú)線電話機(jī)的其它安裝位置。也可以使用透過(guò)窗戶而非后風(fēng)擋的耦合。
如上所述，本發(fā)明可以用于將兩個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)體透過(guò)窗戶同軸耦合。兩個(gè)導(dǎo)體電路可以提供信號(hào)激勵(lì)和信號(hào)反射以形成一個(gè)電路。這是公知的“單一端口”。可以從單一端口級(jí)聯(lián)具有輸入端口和輸出端口的元件，稱為“兩端口”或“多端口”的。這種兩端口的例子是傳輸線、雙工器、濾波器，以及正交匹配網(wǎng)絡(luò)。按照本發(fā)明的低損耗兩導(dǎo)體耦合可以使這些上述元件變成外部網(wǎng)絡(luò)的一部分。
現(xiàn)在將提供按照本發(fā)明的耦合系統(tǒng)和方法的另外設(shè)計(jì)思路。如上所述，中心導(dǎo)體電容器平板與環(huán)型屏蔽導(dǎo)體電容器平板一起形成在玻璃的每一側(cè)。在電容器平板的任何一側(cè)，從中心電容器平板到屏蔽電容器平板安置了并聯(lián)電感器。因此，形成了高通Pi電路，該電路等效于一短節(jié)傳輸線。
在給定頻帶設(shè)計(jì)中可以考慮幾個(gè)因素。例如對(duì)于L波段(1500-1700MHz)，電容器平板在所希望的波長(zhǎng)上稍微大些，不能嚴(yán)格認(rèn)為是集總元件。即，由于其尺寸該電容器有分布特性。另外，由于同軸電纜是非平衡的，所以希望環(huán)繞平板的電容大于中心平板電容。在中心平板和屏蔽平板之間提供額外絕緣空間也是有利的。另外，玻璃每側(cè)上的同軸電纜應(yīng)當(dāng)相互物理絕緣，以便減少附加的導(dǎo)電模式。電感器的位置也可以選擇，以減少附加導(dǎo)電模式的傳播。在這些定位原則之外，對(duì)元件值改變有相對(duì)好的容差，因?yàn)樵隈詈掀髦胁恍枰?xì)調(diào)諧諧振器。
按照本發(fā)明的耦合器可以支持圓極化天線的饋電線要求，該天線使用對(duì)輻射結(jié)構(gòu)的同軸或至少兩線連接。例如，L波段收發(fā)信機(jī)工作在1500和1700MHz之間。本發(fā)明對(duì)該頻率范圍被估計(jì)。低于1500MHz，由于高通Pi電路可能逐漸增加傳輸損耗。高于1700MHz可能由于通過(guò)該結(jié)構(gòu)傳播的其它微波模式最終增加傳輸損耗。
本發(fā)明也可以對(duì)更高或更低頻率范圍被估計(jì)。更低頻率范圍可以包括蜂窩無(wú)線電話頻帶。更高頻率范圍可以包括例如1800和1900MHz附近的PCS范圍。在較低S波段衛(wèi)星無(wú)線電話收發(fā)信機(jī)也可以使用本發(fā)明。
為設(shè)計(jì)該電路，假設(shè)從50歐姆傳輸線提供能量，和向50歐姆傳輸線傳遞能量。汽車風(fēng)擋在室溫下通常具有7.5的標(biāo)準(zhǔn)介電值。因此，一平方厘米面積可以具有1.24pF/cm2的電容值.電容值可以被認(rèn)為是等效集總元件傳輸線的一部分。
在L波段實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明耦合器的仿真。該仿真根據(jù)同軸中心2.1pF的窗戶電容值和15pF的屏蔽窗戶電容值。窗戶每側(cè)上跨越中心到屏蔽導(dǎo)體的并聯(lián)電感器具有9.8nH值。在所有元件例子中，元件Q值設(shè)置在50。該Q值在網(wǎng)絡(luò)中起損耗作用。
圖9圖示說(shuō)明了從1500MHz到1700MHz的仿真衰減損耗。該網(wǎng)絡(luò)基本上是具有并聯(lián)電感器、串聯(lián)電容器和并聯(lián)電感器的高通結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)的截止頻率由串聯(lián)電容器值確定。串聯(lián)電容器選擇得考慮對(duì)可允許的尺寸和考慮圍繞中心電容器的屏蔽電容器。在串聯(lián)電容器例子中，安裝了2nH的串聯(lián)電感。
圖9表示可以在1500MHz和1700MHz之間獲得大約-0.3dB仿真插入損耗值。圖10圖示說(shuō)明反射損耗，它表示在所需要的頻率上具有良好的匹配。圖11是史密斯圓圖，表示該網(wǎng)絡(luò)以50歐姆端接的輸入阻抗。因此，圖9-11表示在L波段同軸耦合可以實(shí)現(xiàn)小于0.5dB的傳輸損耗。
圖12是按照本發(fā)明耦合器的等效電路圖。M表示元件之間的互耦合。第一和第二環(huán)繞平板44和54為等效電路分別斷成半環(huán)。
利用上述參數(shù)可以對(duì)按照本發(fā)明的耦合器進(jìn)行精確測(cè)量。在這些測(cè)量中，該校準(zhǔn)在整個(gè)連接中使用小型接頭。如此，用電纜測(cè)量，等效長(zhǎng)度的RG-233同軸電纜損耗可以從耦合中扣除。在下列表格中右側(cè)欄內(nèi)的耦合損耗值由這些測(cè)量獲得。
表格

從1.0到3.0GHz的數(shù)據(jù)在圖3中表示。該數(shù)據(jù)包括類似于上述電纜損耗數(shù)據(jù)耦合的同軸電纜長(zhǎng)度。該數(shù)據(jù)表示高達(dá)大約2GHz的高通濾波器特性。耦合的分布特性往往引起與朝著3GHz曲線有關(guān)的低通。因此，獲得具有低插入損耗的寬帶寬。
因此，本發(fā)明的耦合系統(tǒng)和方法可以允許通信信號(hào)在安裝在窗戶外的一個(gè)天線與安裝在窗戶內(nèi)無(wú)線電收發(fā)信機(jī)之間在所希望的頻率范圍上以低插入損耗傳遞。通過(guò)在窗戶每側(cè)上的同軸傳輸線進(jìn)行傳輸。因此，可以進(jìn)行單一端口和多端口耦合。
也如上所述，電子線路組件優(yōu)選地包含一個(gè)低噪聲放大器202?？梢灾饕商炀€增益與接收機(jī)系統(tǒng)噪聲溫度的比值確定接收來(lái)自地球軌道衛(wèi)星信號(hào)的無(wú)線電話機(jī)的最優(yōu)值。接收機(jī)系統(tǒng)噪聲溫度是接收機(jī)噪聲溫度與該天線噪聲溫度的總和。通常，評(píng)價(jià)該比值的基準(zhǔn)點(diǎn)是接收機(jī)系統(tǒng)的輸入端子。當(dāng)該天線由傳輸線與接收機(jī)隔開時(shí)，傳輸線損耗通常包含在按照公知公式的天線溫度中，該公式在例如John D.Kraus所著McGraw-Hill出版社1998年，“天線，第二版”第17章第3節(jié)中描述。本發(fā)明可以用有利于與地球軌道通信衛(wèi)星進(jìn)行通信的移動(dòng)通信收發(fā)信機(jī)的方式使用這些理論，方便地滿足電纜路由要求同時(shí)減少暴露在車輛外的電纜敷設(shè)和最好使之最短。
因此，本發(fā)明能夠提供從外部天線穿過(guò)窗戶到內(nèi)部無(wú)線電話機(jī)的有效耦合。此外，本發(fā)明能夠提供使過(guò)去太不方便而不能使用的產(chǎn)品可以用于車輛和/或建筑的開放技術(shù)。
在附圖和詳細(xì)說(shuō)明中，已經(jīng)公開了典型的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。盡管使用了特定條件，但它們僅僅是在普通和說(shuō)明性意義上使用，而不是為限制目的，本發(fā)明的范圍在下列權(quán)利要求書中闡述。
權(quán)利要求
1.一種將包括第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體的第一同軸電纜通過(guò)包括第一和第二絕緣體表面的絕緣體與包括第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體的第二同軸電纜耦合的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一中心平板和第一環(huán)繞平板，它們適合于附著在第一絕緣體表面上，以使在第一絕緣體表面上第一環(huán)繞平板圍繞第一中心平板，該第一中心平板電連接到第一內(nèi)部導(dǎo)體而第一環(huán)繞平板電連接到第一屏蔽導(dǎo)體；和第二中心平板和第二環(huán)繞平板，它們適合于附著在第二絕緣體表面上，以便在第二絕緣體表面上第二環(huán)繞平板圍繞第二中心平板，該第一和第二中心平板之間間隔絕緣體而相互相鄰，和第一和第二環(huán)繞平板之間間隔絕緣體而相互相鄰，該第二中心平板電連接到第二內(nèi)部導(dǎo)體而第二環(huán)繞平板電連接到第二屏蔽導(dǎo)體；
2.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其中第一和第二中心平板是第一和第二圓盤，和其中第一和第二環(huán)繞平板是第一和第二圓環(huán)。
3.按照權(quán)利要求2的一種系統(tǒng)，其中第一和第二圓環(huán)是第一和第二連續(xù)圓環(huán)。
4.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電連接到第一中心平板和第一環(huán)繞平板之間的第一電感器，和電連接到第二中心平板和第二環(huán)繞平板之間的第二電感器。
5.按照權(quán)利要求4的一種系統(tǒng)，其中第一內(nèi)部導(dǎo)體電連接到第一中心平板上的第一位置，和其中第一電感器電連接到第一中心平板上遠(yuǎn)離第一位置的第二位置；和其中第二內(nèi)部導(dǎo)體電連接到第二中心平板上的第一位置，和其中第二電感器電連接到第二中心平板上遠(yuǎn)離第一位置的第二位置。
6.按照權(quán)利要求5的一種系統(tǒng)，其中第一中心平板上第一位置相鄰第二中心平板上的第二位置，和其中第一中心平板上的第二位置相鄰第二中心平板上的第一位置。
7.按照權(quán)利要求6的一種系統(tǒng)，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上遠(yuǎn)離第一環(huán)繞平板上第一位置的第二位置。
8.按照權(quán)利要求7的一種系統(tǒng)，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上與第一環(huán)繞平板上第一位置相對(duì)的第二位置。
9.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上不相鄰第一環(huán)繞平板上第一位置的第二位置。
10.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上與第一環(huán)繞平板上第一位置相對(duì)的第二位置。
11.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其中第一中心平板和第一環(huán)繞平板限定它們之間的第一間隔，其中第二中心平板和第二環(huán)繞平板限定它們之間的第二間隔，其中第一屏蔽導(dǎo)體延伸到第一間隔中和其中第二屏蔽導(dǎo)體延伸到第二間隔中。
12.按照權(quán)利要求11的一種系統(tǒng)，其中第一屏蔽導(dǎo)體延伸到第一間隔中間和其中第二屏蔽導(dǎo)體延伸到第二間隔中間。
13.按照權(quán)利要求4的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一對(duì)第一墊片，其各自墊片在第一中心平板和第一環(huán)繞平板上，第一電感器電連接到該對(duì)第一墊片之間；和一對(duì)第二墊片，其各自墊片在第二中心平板和第二環(huán)繞平板上，第二電感器電連接到該對(duì)第二墊片之間。
14.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一外殼，它包含第一中心平板和第一環(huán)繞平板；第二外殼，它包含第二中心平板和第二環(huán)繞平板；和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)銷，在第一和第二外殼至少之一上，該對(duì)準(zhǔn)銷有助于第一外殼和第二外殼在絕緣體各自第一和第二表面上相互相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。
15.按照權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其中絕緣體是窗戶，其中第一絕緣體表面是外部表面和其中第二絕緣體表面是內(nèi)部表面，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)內(nèi)部電子線路組件，該組件將第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體與無(wú)線電話機(jī)耦合，該內(nèi)部電子線路組件位于相鄰內(nèi)部表面遠(yuǎn)離無(wú)線電話機(jī)，該內(nèi)部電子線路組件包括一個(gè)接收放大器，該放大器放大從與第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體耦合的外部天線接收的RF信號(hào)，并且該放大器提供如此放大的RF信號(hào)給無(wú)線電話機(jī)。
16.按照權(quán)利要求15的一種系統(tǒng)，其中內(nèi)部電子線路組件進(jìn)一步包括一個(gè)發(fā)射放大器，該放大器放大從無(wú)線電話機(jī)接收的第二RF信號(hào)并且提供如此放大的第二RF信號(hào)給第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體。
17.按照權(quán)利要求16的一種系統(tǒng)，其中內(nèi)部電子線路組件進(jìn)一步一個(gè)轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)接系統(tǒng)響應(yīng)無(wú)線電話機(jī)在接收放大器和發(fā)射放大器之間切換。
18.按照權(quán)利要求17的一種系統(tǒng)，其中內(nèi)部電子線路組件進(jìn)一步包括一個(gè)控制器，該控制器響應(yīng)無(wú)線電話機(jī)控制轉(zhuǎn)接系統(tǒng)。
19.按照權(quán)利要求15的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)雙工器，該雙工器與第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體耦合并且與外部天線和至少一個(gè)第二外部天線耦合。
20.按照權(quán)利要求16的一種系統(tǒng)，其中內(nèi)部電子線路組件包括相互耦合的第一無(wú)線收發(fā)信機(jī)和第二無(wú)線收發(fā)信機(jī)，第一無(wú)線收發(fā)信機(jī)包括發(fā)射放大器和接收放大器，第一無(wú)線收發(fā)信機(jī)利用外部天線無(wú)線地發(fā)射和接收外部無(wú)線電話機(jī)信號(hào)，第二無(wú)線收發(fā)信機(jī)對(duì)和從無(wú)線電話機(jī)無(wú)線地發(fā)射和接收內(nèi)部無(wú)線電話機(jī)信號(hào)。
21.按照權(quán)利要求16的一種系統(tǒng)，其中內(nèi)部電子線路組件包括一個(gè)包含發(fā)射放大器和接收放大器的無(wú)線收發(fā)信機(jī)，該無(wú)線收發(fā)信機(jī)利用外部天線無(wú)線電發(fā)射和接收外部無(wú)線電話機(jī)信號(hào)，該無(wú)線收發(fā)信機(jī)對(duì)和從無(wú)線電話機(jī)無(wú)線地發(fā)射和接收內(nèi)部無(wú)線電話機(jī)信號(hào)。
22.按照權(quán)利要求20的一種系統(tǒng)，其中第二無(wú)線收發(fā)信機(jī)包括工作在藍(lán)牙協(xié)議下的短距離無(wú)線收發(fā)信機(jī)。
23.按照權(quán)利要求15的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)第三同軸電纜，該電纜將內(nèi)部電子線路組件與無(wú)線電話機(jī)耦合。
24.按照權(quán)利要求15的一種系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)第三同軸電纜和一個(gè)控制電纜，這些電纜將內(nèi)部電子線路組件與無(wú)線電話機(jī)耦合。
25.一種將包括第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體的第一同軸電纜通過(guò)包括第一和第二絕緣體表面的絕緣體與包括第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體的第二同軸電纜耦合的方法，該方法包括步驟將第一中心平板和第一環(huán)繞平板附著在第一絕緣體表面上，以便在第一絕緣體表面上第一環(huán)繞平板圍繞第一中心平板；將該第一中心平板電連接到第一內(nèi)部導(dǎo)體而將第一環(huán)繞平板電連接到第一屏蔽導(dǎo)體；將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著在第二絕緣體表面上，以便在第二絕緣體表面上第二環(huán)繞平板圍繞第二中心平板，該第一和第二中心平板之間間隔絕緣體而相互相鄰，和第一和第二環(huán)繞平板之間間隔絕緣體而相互相鄰；和將第二中心平板電連接到第二內(nèi)部導(dǎo)體而將第二環(huán)繞平板電連接到第二屏蔽導(dǎo)體。
26.按照權(quán)利要求25的一種方法，進(jìn)一步包括步驟將第一中心平板電感性耦合到第一環(huán)繞平板；和將第二中心平板電感性耦合到第二環(huán)繞平板。
27.按照權(quán)利要求25的一種方法，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上的第二位置，和其中將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著在第二絕緣體表面上的步驟包括將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著到第二絕緣體表面上以使第二位置不與第一環(huán)繞平板上的第一位置相鄰的步驟。
28.按照權(quán)利要求25的一種方法，其中第一屏蔽導(dǎo)體電連接到第一環(huán)繞平板上的第一位置，和其中第二屏蔽導(dǎo)體電連接到第二環(huán)繞平板上的第二位置，和其中將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著在第二絕緣體表面上的步驟包括將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著到第二絕緣體表面上以使第二位置與第一環(huán)繞平板上的第一位置相對(duì)的步驟。
29.按照權(quán)利要求25的方法其中將第一中心平板和第一環(huán)繞平板附著在第一絕緣體表面上的步驟包括將包含第一中心平板和第一環(huán)繞平板的第一外殼附著在第一表面上以使第一環(huán)繞平板在第一絕緣體表面上圍繞第一中心平板的步驟；其中將第二中心平板和第二環(huán)繞平板附著在第二絕緣體表面上的步驟包括將包含第二中心平板和第二環(huán)繞平板的第二外殼附著在第二表面上以使第二環(huán)繞平板在第二絕緣體表面上圍繞第二中心平板的步驟；和其中至少附著步驟之一之前有將絕緣體各自第一和第二表面上的第一外殼和第二外殼相互相對(duì)對(duì)準(zhǔn)的步驟。
30.按照權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括將至少兩個(gè)端口與第一和第二同軸電纜至少之一耦合的步驟。
31.按照權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括步驟將第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體連接到相鄰絕緣體的放大器上；和將放大器與遠(yuǎn)離絕緣體的無(wú)線電話機(jī)耦合。
32.按照權(quán)利要求31的方法，其中耦合步驟包括將放大器通過(guò)第三同軸電纜與遠(yuǎn)離絕緣體的無(wú)線電話機(jī)耦合的步驟。
33.按照權(quán)利要求31的方法，其中耦合步驟包括將放大器無(wú)線地與遠(yuǎn)離絕緣體的無(wú)線電話機(jī)耦合的步驟。
34.按照權(quán)利要求33的方法，其中無(wú)線地耦合步驟使用藍(lán)牙協(xié)議執(zhí)行。
全文摘要
同軸耦合系統(tǒng)將包括第一內(nèi)部導(dǎo)體和第一屏蔽導(dǎo)體的第一同軸電纜通過(guò)包括第一和第二絕緣體表面的絕緣體與包括第二內(nèi)部導(dǎo)體和第二屏蔽導(dǎo)體的第二同軸電纜耦合。第一中心平板和第一環(huán)繞平板適合于附著在第一絕緣體表面上以便在第一絕緣體表面上第一環(huán)繞平板圍繞第一中心平板。第一中心平板電連接到第一內(nèi)部導(dǎo)體而第一環(huán)繞平板電連接到第一屏蔽導(dǎo)體。第二中心平板和第二環(huán)繞平板適合于附著在第二絕緣體表面上和用于以相同方式連接第二同軸電纜。
文檔編號(hào)H01R13/73GK1340224SQ00803696
公開日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2000年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者小G·A·奧內(nèi)爾 申請(qǐng)人:艾利森公司