專利名稱：：低流量精密放電器的制作方法
技術領域：
：本申請大體涉及同軸電纜和互連電氣設備的串聯式電涌保護裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有較高電涌能力和較低電涌通過特性的電涌放電器。
背景技術：
：電纜，例如天線塔的同軸傳輸線，裝備有電涌放電設備以提供到地面的電通道用于分流例如由靜電放電或者遭雷擊引起的電流沖擊。傳統(tǒng)的電涌抑制裝置一般把較高百分比的電涌能量轉移到地面。然而，電線和/或設備的損壞等級的電涌仍會通過所述電涌裝置。"精密放電器"組件利用內部導體和地面之間平行連接的第一和第二電涌放電電路以使通過的電涌強度最小化。現有的"精密放電器"組件一般形成有較大的共用偏軸的主體室，其利用了以一束導線和電線連接而被連接在一起的分立電感器、電容器和導氣管或者封殼元件。所得到的組件一般需要多個軸加工步驟，該步驟需要重新安裝主體件、增加制造時間和成本的要求。
發(fā)明內容電纜、連接器和相關附件工業(yè)中的竟爭已經集中在成本降低上，其中所述成本降低是由增大制造效率、減小安裝要求和簡化/減少分立部件的總數引起的。因此，本發(fā)明的目的是提供一種能克服現有技術中的缺陷的裝置。被并入和構成該說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且與以上給出的本發(fā)明的一般描述以及以下給出的實施例的詳細描述一起用于說明本發(fā)明的原理。5圖1是本發(fā)明的第一示例性實施例的示意性的部分橫截面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖2是圖1的內部導體組件的分解的部分橫截面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖3是圖1的內部導體組件的部分橫截面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖4是圖1的內部導體組件的外部立體圖5是本發(fā)明的第一示例性實施例的部分橫截面視圖6是圖5的區(qū)域A的封閉視圖7是圖5的區(qū)域B的封閉視圖8是示出彼此分離的各種電路元件的第一示例性實施例的示意性電路圖9是示出各種電路分立元件的共用室位置的假定現有的精密放電器的示意性電路圖。具體實施例方式發(fā)明人已經分析了目前可用的精密放電器單元并發(fā)現它們經常不能提供允許電涌通過的最小水平。由于公用室和各種電氣部件的延長導線和各種電氣部件之間的延長導線，本發(fā)明人已經假設所述電路元件之間的交叉連接是由于當電涌發(fā)生時存在較高的電磁場/能量而發(fā)生的。本發(fā)明通過使各種電路元件互相分離以及消除和/或最小化任何互連導線的長度提供了交叉連接的機會的最小化。結果，在根據本發(fā)明的精密放電器中的電涌流量的水平顯著減小。根據本發(fā)明的精密放電器1的第一實施例被示于圖1和5中。主體5具有在第一和第二連接接口9、11之間延伸的孔7。第一和第二連接接口9、11可以是任何希望的專用或者標準連接器接口和/或直接同軸的電纜連接。由電涌部分17形成的內部導體15和保護部分19被一對絕緣體21同軸地支撐在孔7中。最佳如圖2-4所示，由電涌部分17形成的內部導體15和保護部分19配合在一起，并被電涌端27和保護端29的電容器表面25之間的絕緣環(huán)23分隔開以形成內部導體電容器31。相應的的內部導體電容器31的電容量被選擇為通過調節(jié)電容器表面25的表面面積和絕緣隔環(huán)23的厚度和介電常數為希望的運行波段中的RF信號提供低阻抗。電容器表面25被表示為垂直于內部導體l5的縱軸的相對平面環(huán)。其他結構包括電容器表面25，如果有的話，根據表面面積和/或旋轉聯鎖條件，該電容器表面25被配置成與形成為例如具有光滑或者波狀表面的錐形環(huán)、圓柱管等的絕緣隔環(huán)23的相對表面相配合。當電容器表面25配合在一起抵靠絕緣隔環(huán)23的兩側時，抵靠內部導體15保護部分19的電涌部分17使內部導體室33封閉。封閉在內部導體室33中的是^t連接到每個電涌和保護部分17、19的內部導體電感器35,把內部導體電感器35設置成與內部導體電容器31平行，并被內部導體室33的側壁與所述組件的其余部分電屏蔽，最佳示于圖7中。第一短4妄部分37被連接在內部導體15的電涌部分17和主體5之間。第一短接部分37具有與排氣管41串聯的第一電感器39，其中所述排氣管41終止于并抵靠被連接到主體5的第一端蓋43,并提供穿過第一短接部分37到地面的電氣通道。排氣管41或封殼在電涌抑制技術中是眾所周知的，因此在此沒有被更詳細地描述。位于第一電感器39和排氣管41之間的RF短接頭45是可操作的以便隔離第一端蓋43內的排氣管41還可通過位于RF短接頭45周緣和第一端蓋43之間的套筒式絕緣體49作為RF接地電容47。RF接地電容47的值是由套管式絕緣體49的厚度和介電常數以及RF短接頭45周緣的表面面積設定。第二短接部分51被連接在內部導體15的保護部分19和主體5之間。第二電感器53串接到并聯布置的RF接地電容55和一對暫態(tài)電壓抑制二極管57。與應用單個較高功率二極管封裝件相比，兩個暫態(tài)電壓抑制二極管57被選擇成以使空間要求最小化。另外，可應用單個高功率暫態(tài)電壓抑制二極管57。選擇的暫態(tài)電壓抑制二極管57和RF接地電容55優(yōu)選安裝在印刷電路板59上，其中所述印刷電路板59定位于由第二端蓋61封裝的孔7的外部。為了便于接近和/或提供印刷電路板59的軌道和主體5之間的固定安裝和電連接，第二端蓋61可被配置有可螺紋接入第二端蓋61的蓋子63。并聯布置的部件可以是表面安裝型的，消除不需要的導線。印刷電路板59上的軌道還可被設置成引線之間的距離最小并去除可另外作為交叉耦合波發(fā)射點的急轉彎。雖然第一和第二短接部分37、51已被詳細公開，但是本領域內的技術人員將認識到在其他的實施例中這些部分可適合于任何希望的電路和/或所應用的不同的特定電氣部件或元件。例如，第一和第二電感器39、53可被用作平面螺旋電感器或者短接頭和/或排氣管41和/或省略掉的其他電路元件。使用螺旋接頭管65,第一和第二電感器39、53可被連接在內部導體15和各個RF短接頭45和/或印刷電路板59引線之間，其中所述螺旋接頭管65為第一和第二電感器39、53線圈提供偏置端接，不需另外的電感器導線長度和彎曲，最佳示于圖6，同時仍能容易和牢固地螺紋連接到內部導體15和/或RF短接頭45以便于組裝和/或電感器的場變化。內部導體電感器35導線可設置有端接接線頭67,其中所述端接接線頭67可裝入從內部導體室33延伸到內部導體15的螺紋孔71用于連接螺旋接頭管65的端接端口69。把螺旋接頭管65螺紋連接到各個螺紋孔71中提供了牢固的端接以及第一和第二電感器39、53、內部導體電感器35和內部導體15之間的高質量的電互連。在電涌過程中，進入精密放電器1的電涌側的電涌沿著內部導體15遇到第一端接部分37。電涌，一般大大低于所述裝置的工作段的頻率，出現在第一電感器39和RF接地電容47處，然后到排氣管41。當所述電壓超過電離臨界值時，所述排氣管內的氣體離子化，把絕大多數的電涌能量傳導到主體5并通過此傳導到地面。一小部分的電涌能量穿過第一短接部分37和由并聯布置的內部導體電容器31和內部導體電感器35表示的RC過濾器。該減小的電涌能量然后被提供到第二短接部分51,其中所述第二電感器53、RF接地電容器55和暫態(tài)電壓抑制二極管57把所述減小的電涌能量導引到所述主體并通過此導引到地面。因此，最小量的電涌能量通過內部導體15的保護側到達下游的傳輸線和/或電子裝置。多次測試現有偏軸普通室的精密放電器電涌裝置，部件號為3403.1700.52由瑞士的Pfaffikon的Huber+SuhnerAG制造，4000伏、2000安培的電涌導致93微焦和125微焦通過所述裝置。相比之下，根據本發(fā)明提供有相同電涌的精密放電器通過了比其要小4.3微焦和10.6微焦的量級大小的能量。相信相當一部分的顯著性能改進是由于把排氣管41與印刷電路板59部件和內部導體電感器35隔離開，反之亦然，這使得在電涌過程中這些部件之間的交叉連接的機會最小。根據本發(fā)明的第一實施例的所述電路元件互相改進的隔離開還可由圖88和9的示意性等效電路所圖示。在圖8中，內部導體電感器35被封閉在內部導體室33中；排氣管41被封閉在第一端蓋43內，并通過RF短接頭45從所述孔隔開，所述印刷電路板59安裝有被封閉在第二端蓋61內的第二短接部分51的部件并通過例如蓋住印刷電路板59的大部分底部的接地層軌道與孔7隔開。相比之下，圖9示出了假定的電路元件和現有的精密放電器的互相連接，每個單獨部件具有延伸的互連導線，多個單獨的部件一起占據所述封閉主體的共用室73。優(yōu)選地，所述組件被永久密封，每個螺旋接頭管65螺紋連接件通過螺紋粘和劑被進一步固定以給反復的電涌沖擊提供最大的阻抗。另外，隔開不同的電路部分能實現一種結構，該結構使最可能被尺寸過大和/或多次電涌損壞的元件的場替換得以筒化。例如，不用通過移除各個第一端蓋43、第二端蓋61和/或蓋子63把所述組件從其與周圍同軸線和/或裝備串聯連接移除以允許把第一和/或第二短接部分37、51的希望元件從與內部導體15的連接拆卸和移除的情況下，可以更換第一和第二短接部分37、51。本領域內的技術人員將理解，同軸串聯組件中的內部導體室33內的內部導體電感器35的開創(chuàng)性地分離不限于本實施例。還可應用本發(fā)明的各種簡化形式，例如省略了第二短接部分電路元件的電涌放電器。在其他實施例中，該結構可被用于一定范圍內的不同軸向串聯組件。除了內部導體電感器35之外，被插入和完全封裝在內部導體室33內并與封閉的內部導體15的每一端串聯連接的其他電氣部件、附加部件和/或安裝有例如過濾電路的電路的更復雜的印刷電路板可用來代替和/或應用。部件表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在上面的描述中已經參照了具有已知等同物的比率、整數、部件或模塊，然后這些等同物在此被并入如同單獨被闡述一樣。盡管通過描述其實施例說明了本發(fā)明，并且盡管已經相當詳細地描述了這些實施例，但是申請人的目的沒有把所屬權利要求的范圍限于或以任何形式限于這些細節(jié)。對于本領域內的技術人員，其他的優(yōu)點和修改將是很容易出現的。因此，本發(fā)明在其更廣闊的方面不限于所示和所述的特定細節(jié)、代表性的設備、方法和說明及描述的例子。因此，在不背離本申請人的一般發(fā)明構思的精神或范圍內可以從這些細節(jié)進行改變。而且，要認識到在不背離由以下權利要求限定的本發(fā)明的范圍或者精神內可進行改進和/或修改。相關申請的交叉引用本申請要求2008年1月31日由FrankHarwath、TomKing和JoonLee提交的正在審批的的美國實用新型專利申請12/023,904"低流量的精密放電器"的權利。權利要求1.一種電涌放電器，包括主體，其具有穿過該主體的孔，內部導體，其位于所述孔中，內部導體電容器，位于連接在內部導體的電涌部分和內部導體的保護部分之間的孔內，內部導體電感器，在與所述孔中并與內部導體電容器并聯電電連接；第一短接部分，連接在所述內部導體的電涌部分和所述主體之間；第二短接部分，連接在所述內部導體的保護部分和所述主體之間。2.如權利要求1所述的電涌放電器，其中所述內部導體電感器定位于內部導體室內，所述內部導體室在所述內部導體的電涌端和所述內部導體的保護端封閉。3.如權利要求1所述的電涌放電器，其中所述內部導體電容器是設置在所述內部導體的電涌端的電容器表面和所述內部導體的保護端的電容器表面之間的絕緣環(huán)。4.如權利要求3所述的電涌放電器，其中所述電容器表面是平面的，并垂直于所述內部導體的縱軸。5.如權利要求3所述的電涌放電器，其中所迷電容器表面是圓環(huán)。6.如權利要求3所述的電涌放電器，其中所述電容器表面是圓柱形的，并與所述內部導體的縱軸同軸。7.如權利要求1所述的電涌放電器，其中所述第一短接部分是與排氣管串聯的第一電感器。8.如權利要求7所述的電涌放電器，還包括RF短接頭，定位于所述第一電感器和所述排氣管之間；所述RF短接頭和所述排氣管延伸穿過由第一端蓋包圍的主體；絕緣體，定位于RP短接頭周緣和形成RF接地電容的端蓋之間。9.如權利要求1所述的電涌放電器，其中所述第二短接部分是第二電感器，該第二電感器與RF接地電容器串聯，RF接地電容器與至少一個暫態(tài)電壓抑制二極管并聯。10.如權利要求9所述的電涌放電器，其中所述RF接地電容器和暫態(tài)電壓抑制二極管被安裝在印刷電路板上，該印刷電路板定位于由第二端蓋包圍的外部。11.如權利要求7所述的電涌放電器，其中所述第一電感器是螺旋線圈。12.如權利要求9所述的電涌放電器，其中所述第二電感器是螺旋線圈。13.如權利要求1所述的電涌放電器，其中所述第一短接部分的排氣管和所述第二短接部分的印刷電路板在分開的第一和第二端蓋內的孔之外。14.一種電涌放電器，包含主體，具有穿過該主體的孔；內部導體，位于所述孔內；絕緣環(huán)，定位于所述內部導體的電涌部分的電涌端的電容器表面和所述內部導體的保護部分的保護端的電容器表面之間；內部導體電感器，定位于內部導體室內，所述內部導體室在所述內部導體的電涌端和所述內部導體的保護端之間封閉；第一短接部分，連接在所述內部導體的電涌部分和所述主體之間；和第二短接部分，連接在所述內部導體的保護部分和所述主體之間。15.—種制造電涌放電器的方法，包括步驟為形成具有從其穿過的孔的主體；把內部導體設置在所述孔內，把絕緣環(huán)設置在所述內部導體的電涌端的電容器表面和所述內部導體的保護端的電容器表面之間；把所述內部導體電感器設置在內部導體室內，所述內部導體室在所述內部導體的電涌端和所述內部導體的保護端之間封閉；和把第一短接部分連接在所述內部導體的電涌部分和所述主體之間。16.如權利要求15所述的方法，還包括步驟把第二短接部分連接在所述內部導體的保護部分和所述主體之間。17.—種同軸串聯組件，包含主體，具有穿過該主體的孔；內部導體，位于在第一連接接口和第二連接接口之間延伸的孔內；內部導體電容器，位于在內部導體的電涌部分和內部導體的保護部分之間被連接的孔內；內部導體室，所述內部導體室在所述內部導體的電涌端和所述內部導體的保護端之間封閉；和電氣部件，與所述內部導體的電涌端和所述內部導體的保護端串聯電連接，并封閉在所述內部導體室中。18.如權利要求17所述的同軸串聯組件，其中所述電氣部件是電感器。19.如權利要求17所述的同軸串聯組件，其中所述電氣部件是過濾電路。20.如權利要求17所述的同軸串聯組件，其中所述電氣部件是安裝在印刷電路板上的電路。全文摘要一種電涌放電器具有主體，帶有穿過該主體的孔；內部導體，位于所述孔內；內部導體電容器，位于在內部導體的電涌部分和內部導體的保護部分之間被連接的孔內；內部導體電感器，在與所述內部導體電容器并聯電連接的孔內。第一短接部分連接在所述內部導體的電涌部分和所述主體之間，第二短接部分連接在所述內部導體的保護部分和所述主體之間，用于把電涌傳導到地面。而且，其他同軸串聯組件可被形成為并入所述內部導體室用于分離開封閉的電氣組件。文檔編號H01G9/18GK101499376SQ20091000099公開日2009年8月5日申請日期2009年1月24日優(yōu)先權日2008年1月31日發(fā)明者弗蘭克·哈沃斯,朱恩·李,湯姆·金申請人:安德魯有限責任公司