[发明专利]用阻抗变换器从传输线路中析取能量的宽带抽头

说明书

本发明通常涉及从传输线路中析取电磁能的抽头，尤其涉及从传输线路中析取电磁能并使该电磁能与其它传输线路耦合的抽头。

本申请涉及一种抽头的发明，该抽头设计成安装在同轴的射频(RF)通信馈电电缆上。该抽头使电缆性能的降低减至最小，同时在多倍射频带宽上保持均匀耦合。该抽头不需要铰接头。

本申请人的以下在先美国专利公开了这种普通类型的抽头：

“用阻抗变换器从传输线路中析取能量的抽头”，美国专利No.5729184，发明人为W.Paxman和RStein；以及

“从传输线路中析取能量的抽头”，美国专利No.5689218，发明人为R.Stein和W.Paxman。

现在市场上多数的抽头为频带都比较窄或者在宽频带限制之间有较高的插入损失(通过损失)。目前市场上多数抽头的另一问题是在安装时有可能使抽头损坏。抽头安装后，很难再将馈电电缆或跨接电缆连接到该抽头上。拉紧连接器将会使抽头及其安装件上产生应力，从而使该抽头损坏。

R.Stein和W.Paxman的在先发明(前面提及的)介绍了用于同轴传输线路的抽头，这些抽头分别采用了交叉连接耦合器和有匹配阻抗的阻抗变换器。本发明以现有技术的阻抗变换器的原理为基础，同时显著提高了性能，并降低了成本。

本发明的一个目的是提供一种变换抽头的负载阻抗的方法，使得该抽头能减小主电缆的损失，且能在更大的耦合带宽中工作。

本发明的另一目的是提供一种抽头组件，该抽头组件能简单、便宜的制造和使用，并操作稳定，且不需要分开安装馈电电缆或跨接电缆。

通过阅读下面的详细说明并参考附图，本发明的其它特征和优点将变得更清楚。

根据本发明，前述目的可通过使电磁能在主电缆和第二同轴电缆之间耦合的抽头来实现。该抽头包括一阻抗变换器、一个连接阻抗变换器和主电缆的探针、一个连接阻抗变换器和第二电缆的抽头电缆以及一个在探针和阻抗变换器之间串联耦合的电感装置。

附图中：

图1是本发明的抽头的透视图；

图1a是图1的抽头的仰视图；

图2是图1的抽头的简化局部侧视图，其中外部壳体已除去；以及

图3是本发明抽头的一阶等效电路示意图。

图示实施例的详细说明

参考图1，新改进的抽头制造简单、安装便利，因此降低了成本。多数已有的抽头采用钻孔和攻丝的壳体。而新的抽头10则采用低成本的模制和超声波焊接的壳体15，从而使其价格更优惠。如图1a所示，壳体15的底侧有一半圆柱形表面16，它的大小适于环绕所需尺寸的电缆配装。该表面16覆盖有一层薄的粘结表面泡沫材料(“粘结泡沫”)，以便粘结和密封或绝缘主电缆的外表面。可以在粘结泡沫17的表面上施加保护性的剥离覆层。

本发明抽头在输出端有一用作跨接线的柔性电缆25(“抽头电缆”)，该电缆能减小作用在抽头本体上的机械应力。该电缆25终止于同轴连接器50。

抽头的成本比耦合器低，因为它的跨接电缆更少。本发明抽头10上的跨接线25也不需要顾客再购买和安装单独的跨接电缆。除了由于不用通常的跨接线而使成本减少外，它也能更快安装。该安装过程包括：将专门的钻头放在在钻孔机马达上；在电缆中钻孔；清洁该电缆；剥去粘结泡沫层的保护覆层；将抽头导引器与孔对齐；然后压紧。如果需要，还可以进行电缆扎匝，以使其更安全。这些基本的操作可以用一支手完成，且能在困难区域很容易地安装。

图1-3所示为用于在同轴的电缆传输线路之间使电磁能耦合的抽头10。图3所示为等效电路。尽管图示为同轴传输线路，但是应当知道，各种传输线路都能由本发明的抽头分接。如图3所示，孔12钻通主同轴馈电电缆20的外皮、外导体和绝缘体并到达中心导体22。将该孔12钻成这样，使得该孔能露出中心导体22。在钻孔12时，应尽可能少地钻入中心导体22内。

为了从中心导体22中析取电磁能并将该能量导入抽头10中，将探针30放入孔12中。该探针30是弹簧加载的，以便偏压该探针，使其与中心导体22接合。主电缆可以是任意形式的同轴电缆，例如辐射同轴电缆或无辐射同轴电缆。如前所述，增加一层绝缘粘结泡沫17以使该抽头与电缆隔绝。