專利名稱：同軸傳輸線電涌放電器的制作方法
與此有關(guān)的申請(qǐng)此申請(qǐng)是在1994年2月7日申請(qǐng)的、編號(hào)為08/192,343的申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及電涌放電器，尤其涉及用于同軸傳輸線的氣體放電管電涌放電器。
2.已有技術(shù)為了使電話線免遭由于如閃電或高壓線落下來(lái)而引起的過(guò)壓情況，多年來(lái)發(fā)展了多種氣體放電管電涌放電器。這種傳統(tǒng)的電涌放電器雖然適用于電話線，但不適用于具有特殊性能和要求的同軸傳輸線。然而，人們還是做了一些嘗試來(lái)提供可以用于同軸傳輸線的氣體放電管電涌放電器。
于1985年10月1日授權(quán)的Kawanami的美國(guó)專利(Kawanami’984)公開(kāi)了一種用于同軸傳輸線的氣體放電管電涌放電器。根據(jù)Kawanami’984的專利，傳統(tǒng)的氣體放電管雖然能用作電話線的電涌放電器，但不能用于高頻同軸傳輸線，因?yàn)椋?1)氣體放電管的電容量相當(dāng)大，(2)所需放電管的連接的性質(zhì)會(huì)使同軸傳輸線的阻抗有很大的變化，從而在傳輸線中造成反射。根據(jù)Kawanami’984的專利，以前是沒(méi)有能用在高頻同軸傳輸線的電涌放電器(第1欄第57行至第2欄第4行)的。
Kawanami’984的專利公開(kāi)了一種電涌放電器，該電涌放電器在與信號(hào)傳輸垂直的方向上把一氣體放電管連接在同軸傳輸線的內(nèi)外導(dǎo)體之間。通過(guò)減少內(nèi)導(dǎo)體的有效橫截面面積而使由于在同軸傳輸線中使用氣體放電管而引起的、不希望有的電容的增加得到補(bǔ)償，減少橫截面的辦法是在氣體放電管與內(nèi)導(dǎo)體接觸處去掉一部分中心導(dǎo)體以形成氣體放電管置于其上的平面。
在1985年4月2日授權(quán)的Kawanami的美國(guó)專利4,509,090(Kawanami’090)也說(shuō)明了為什么傳統(tǒng)的氣體放電管不能成功地在同軸傳輸線中用作電涌放電器，同時(shí)公開(kāi)了與在Kawanami’984專利中所公開(kāi)的相同類型的結(jié)構(gòu)，即，在垂直于信號(hào)傳輸方向的方向把氣體放電管連接在同軸傳輸線的內(nèi)外導(dǎo)體之間的裝置。在圖7中，Kawanami’090專利提供了有關(guān)在中心導(dǎo)體接觸氣體放電管處減少中心導(dǎo)體的有效橫截面面積的作用的信息，證明1或2mm的數(shù)量級(jí)的小尺寸的改變對(duì)電壓駐波比(VSWR)有顯著的影響。
在1986年12月30日授權(quán)的Mickelson的美國(guó)專利4,633,359也公開(kāi)了一同軸傳輸線的電涌放電器，在該電涌放電器中，氣體放電管在垂直于信號(hào)傳輸方向的方向連接在傳輸線的內(nèi)外導(dǎo)體之間。Mickelson認(rèn)為它的裝置的優(yōu)點(diǎn)是制造方便而成本低。同Kawanami’090和’984專利一樣，Mickelson使用的是在氣體放電管接觸中心導(dǎo)體處被弄平的中心導(dǎo)體。此平面除用作氣體管的管座之外，可調(diào)整中心導(dǎo)體的電感，以補(bǔ)償氣體管的分布電容。并在鄰近平面處設(shè)置槽以使電涌放電器的阻抗與傳輸線的阻抗匹配。眾所周知，當(dāng)使用匹配的阻抗時(shí)，功率的傳遞能達(dá)到最大。
本發(fā)明提供一種新的改進(jìn)的同軸傳輸線的電涌放電器，在該電涌放電器中，氣體放電管的軸線平行于信號(hào)傳輸方向，而不象已有技術(shù)所公開(kāi)的那樣垂直于信號(hào)傳輸方向，而且RF信號(hào)經(jīng)過(guò)氣體放電管。本發(fā)明的同軸電涌放電器相當(dāng)小，以致能用在現(xiàn)有的同軸連接器中，或與現(xiàn)有的同軸連接器形成一體。此外，本發(fā)明的裝置制造簡(jiǎn)單、方便，因而成本低。同時(shí)，本發(fā)明可以對(duì)由于在同軸傳輸線中使用的氣體放電管而引入的不希望有的電容進(jìn)行補(bǔ)償，此外還可以使電涌放電器的阻抗與同軸傳輸線的阻抗匹配，以提供一種有效頻率范圍從50MHz到至少1GHz的電涌放電器。
因此，本發(fā)明的目的之一的是提供一種同軸電涌放電器，該電涌放電器的特性阻抗類似于同軸傳輸線。
本發(fā)明的目的之二是提供一種同軸的電涌放電器，該電涌放電器可以對(duì)由于在同軸傳輸線中使用氣體放電管而引入的不希望有的電容進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明的目的之三是提供一種同軸的電涌放電器，這種電涌放電器可安裝在傳統(tǒng)的同軸電纜部件中，而且可方便地安裝在現(xiàn)有的同軸傳輸線中。
本發(fā)明的目的之四是提供一種適用于同軸電涌放電器的氣體放電管。
本發(fā)明的目的之五是提供一種同軸電涌放電器，在這種電涌放電器中，F(xiàn)R信號(hào)經(jīng)過(guò)氣體放電管。
本發(fā)明的目的之六是提供一種結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)的同軸電涌放電器，這種電涌放電器具有故障安全保護(hù)，當(dāng)氣體放電管過(guò)熱時(shí)，會(huì)使通訊線短路至地面，從而保護(hù)電涌放電器連接于其上的設(shè)備。
本發(fā)明的最后一個(gè)目的是提供一種同軸電涌放電器，這種電涌放電器具有電流限制和/或低壓保護(hù)功能。
發(fā)明概要依據(jù)本發(fā)明原理制成的同軸傳輸線電涌放電器包括一空心導(dǎo)電體，其上安裝有同軸連接器。氣體放電管放在導(dǎo)電體中，或者與導(dǎo)電體形成一體。RF信號(hào)通過(guò)氣體放電管。氣體放電管包括一由其絕緣端部密封的空心導(dǎo)電外殼，密封外殼內(nèi)有惰性氣體。一中心導(dǎo)體在信號(hào)傳輸方向軸向延伸過(guò)導(dǎo)電外殼。絕緣端可以是陶瓷的，與導(dǎo)電外殼和中心導(dǎo)體接觸的陶瓷端部分可金屬化。導(dǎo)電外殼的至少一部分內(nèi)表面和中心導(dǎo)體的至少一部分外表面是粗糙的，以集中電場(chǎng)，使氣體放電管得以可靠運(yùn)行。通過(guò)沿中心導(dǎo)體的長(zhǎng)度改變導(dǎo)電外殼的內(nèi)徑與中心導(dǎo)體的外徑之比，以及改變裝置的有效氣體放電區(qū)域的長(zhǎng)度，可使同軸電涌放電器的阻抗與同軸傳輸線的阻抗相匹配。氣體放電管可裝配一個(gè)采用熱敏電絕緣材料的故障安全保護(hù)機(jī)構(gòu)，如果氣體放電管過(guò)熱，則該故障安全保護(hù)機(jī)構(gòu)使傳輸線接地。此外，本發(fā)明的同軸電涌放電器還可設(shè)置電流限制和/或低壓保護(hù)。
在說(shuō)明書(shū)結(jié)尾的權(quán)利要求書(shū)中特別指出了發(fā)明人所認(rèn)為的本發(fā)明的主題，參閱下面結(jié)合附圖的描述，可更好地理解本發(fā)明以及本發(fā)明的工作方法和各種優(yōu)點(diǎn)，附圖中，相同的零部件用相同的編號(hào)表示。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明為了更徹底地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖、通過(guò)非限制性的實(shí)施例描述本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的氣體放電管的一實(shí)施例的縱向剖視圖；圖2是圖1所示裝置的端視圖；圖3是去掉蓋子后的氣體放電管的部分剖開(kāi)的的俯視圖，該氣體放電管插在其上固定一對(duì)同軸連接器的外殼中；圖4是部分剖開(kāi)的外殼側(cè)視圖，示出了設(shè)置在外殼中的氣體放電管；圖5是一接地夾的立體圖；圖6是用來(lái)把氣體放電管固定在外殼內(nèi)的安裝夾的立體圖；圖7是用在氣體放電管與安裝夾之間的熱敏絕緣體的立體示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的氣體放電管的另一實(shí)施例的縱向剖視圖；圖9是圖8所示裝置的端視圖；圖10是圖8所示的氣體放電管去掉蓋子后的、部分剖開(kāi)的俯視圖，該氣體放電管安裝在外殼中；
圖11是圖10中所示裝置的部分剖開(kāi)的示意圖；圖12是另一外殼去掉蓋子的俯視圖，連接器在外殼的不同表面上；圖13是圖12所示的外殼的端視圖；圖14是本發(fā)明氣體放電管的再一個(gè)實(shí)施例的的剖視圖；圖15A是使用本發(fā)明氣體放電管的一印刷線路板同軸連接器的側(cè)視圖；圖15B和15C是圖15A的兩個(gè)不同的同軸連接器的剖視圖；圖16A是應(yīng)用本發(fā)明氣體放電管的軸向連接的同軸連接器的側(cè)視圖；圖16B是圖16A的同軸連接器的剖視圖；圖17A是應(yīng)用本發(fā)明的氣體放電管的直角式同軸連接器的側(cè)視圖；圖17B是圖17A的同軸連接器的剖視圖；圖18是按本發(fā)明的一同軸電涌放電器的示意圖，圖中有電流限制和低壓保護(hù)部分；圖19是帶有一采用本發(fā)明氣體放電管的公同軸連接器的同軸電纜的剖視圖；以及圖20是具有形成一體的電涌放電器的母同軸連接器的剖視圖。
較佳實(shí)施例的描述下面參閱圖1和2。圖中示出根據(jù)本發(fā)明的原理制成的一氣體放電管1。它有一圓筒形的、由導(dǎo)電材料制成的細(xì)長(zhǎng)空心外套12。其內(nèi)圓周壁14最好是粗糙的，以便使性能更可靠，在圖1中此粗糙用螺紋狀的鋸齒表示，這種粗糙圓周壁能集中放電間隙中的電場(chǎng)。一細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)電電極16從外套12的一端18延伸到另一端20。
電極16具有朝外的延伸部分22和24，這兩個(gè)延伸部分伸出外套12的端部18和20，并設(shè)置在插入外套12的端部18和20的陶瓷(絕緣體)密封件28和30的孔26中。凸緣32和34設(shè)置在外套12內(nèi)緊貼著端部18和20，以使密封件28和30精確地在其中定位。電極16的外圓周也是粗糙的，它在圖1中用鋸齒線表示，以提供氣體放電管的可靠放電(discharge)。一旦上述的氣體放電管的零部件被組裝起來(lái)，裝置以傳統(tǒng)的方式放電，從而將氣體36密封在外套12中。所用的氣體36為惰性氣體就是在傳統(tǒng)過(guò)壓導(dǎo)通管中所用的那種類型。
圖3示出一導(dǎo)電外殼38，氣體放電管10以一將在下面說(shuō)明的方法放入其中。外殼38包括有螺紋的輸入和輸出連接器40和42，本發(fā)明的輸入、輸出連接器40和42適用于連接傳統(tǒng)的F型螺紋同軸連接器44和46，當(dāng)然也可采用其他傳統(tǒng)的同軸線連接器例如BNC連接器。同軸線連接器在信號(hào)傳遞方向?qū)R。各公連接器包括有一螺紋的外管48和一絕緣體50，絕緣體50的中心有一個(gè)插入夾子54的插孔部52的導(dǎo)體51，夾子54在圖6中詳細(xì)示出。
夾子54有一個(gè)第二插孔部56，在插孔部56中可容納和可卸出地固定氣體放電管10的延伸部22和24。夾子54還有多個(gè)指形條58、60、62和64，這些指形條是彎曲的，它們用來(lái)容納氣體放電管10。
為了保證氣體放電管10的導(dǎo)電電極16的絕緣，使它不會(huì)與夾子54導(dǎo)電接觸，在夾子54的基部68中放置一FEP熱敏材料，該熱敏材料延伸在指形條58、60、62和64上，以防止夾子與氣體放電管10的金屬外套12的導(dǎo)電接觸。
圖7示出FEP絕緣體66的結(jié)構(gòu)。在絕緣體66中有兩個(gè)孔70和72，使接地夾(ground clip)78的指形條74和76(如圖5所示)可與外套12的金屬導(dǎo)電表面導(dǎo)電接觸。以一傳統(tǒng)的方法把接地夾78連接于導(dǎo)電外殼38，從而使接地夾78與導(dǎo)電外殼38和連接器40和42的接地部分導(dǎo)電連接，當(dāng)連接器44和46也固定其上時(shí)就完成了系統(tǒng)的接地完整性。
圖8和9示出了氣體放電管80的另一實(shí)施例，該氣體放電管80包括一最好由三個(gè)部分制成的細(xì)長(zhǎng)空心外套82。外套82包括一最好由絕緣材料(陶瓷)制成的第一部分84，一般稱為接地端的在中心的第二導(dǎo)電部分86和與第一部分84相同的第三部分88。每一段都為空心的管狀。導(dǎo)電部分86的內(nèi)表面90也可是粗糙的，以使氣體放電管的性能以類似于圖1所述的方式達(dá)到更可靠的情況。
位于外套82的空心開(kāi)口92中心的是由三部分組成的導(dǎo)電電極94。第一和第三部分96和98具有相同的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)一由第二部分形成的導(dǎo)電橋接銷100而連接在一起。因此，通過(guò)橋接銷100，從第一端102到另一端104導(dǎo)電接觸是連續(xù)的。端蓋106和108起密封作用，使氣體106保留在導(dǎo)電電極94與外套82之間的空間中。端蓋106和108與導(dǎo)電電極94導(dǎo)電接觸，所以從一端到另一端形成一連續(xù)的導(dǎo)電媒體，使整個(gè)路徑是連續(xù)的。
圖10是外殼38的俯視圖，在該外殼中插入了氣體放電管80的另一實(shí)施例，圖中的同軸線連接器46與外殼38上的連接器42分離了開(kāi)來(lái)。另一連接器44則與外殼38的母連接器40相連接。圖6中示出的夾子54在這里有一點(diǎn)改變，即用一對(duì)可以抓緊氣體放電管80的端蓋106和108的指形條110和112來(lái)代替插孔部56，而夾子54的其余部分仍舊相同。這里也用了由熱敏材料例如FEP形成的絕緣體66，使端蓋106和108與制成夾子54的導(dǎo)電材料電氣絕緣。
圖11是外殼38的部分剖開(kāi)的側(cè)視圖，圖中的蓋子114完全密封了外殼38。圖11中的接地夾78與圖5中的接地夾78相同。
圖12和13所示的電涌放電器既可采用氣體放電管10也可采用氣體放電管80，夾子54與圖6所示的稍微有點(diǎn)不同，因?yàn)閵A子54的插孔部52被彎成直角，使之可適用于在外殼38同一面上的母連接器40和42。另外，如果需要，為了方便可把一連接器116置于外殼38的相對(duì)壁上，夾子54則如圖中的虛線所示那樣改變。在外殼38上可設(shè)置帶有孔122和124的安裝耳朵118和120，以便使外殼38可安裝在各種位置上。
在操作中，可把氣體放電管的各部分組裝起來(lái)，并以傳統(tǒng)方法放電，把氣體密封在外套內(nèi)。此后，把該組裝件放在采用FEP絕緣體的外殼中、安裝上接地夾，使裝置可以在現(xiàn)場(chǎng)中使用作好準(zhǔn)備。
圖14示出本發(fā)明氣體放電管的再一個(gè)實(shí)施例，該氣體放電管可以用于同軸傳輸線的電涌放電器中。氣體放電管200包括一導(dǎo)電外殼202、絕緣端204和一穿過(guò)外殼202的中心導(dǎo)體206。RF信號(hào)軸向流過(guò)氣體放電管200。雖然圖中所示的中心導(dǎo)體206突出于端部204之外，但中心導(dǎo)體206也可以在端部204處終止，而將外部的導(dǎo)體連接于其上。和圖1的實(shí)施例一樣，絕緣端204最好由陶瓷材料制成，把外殼密封起來(lái)，并把惰性氣體密封在外殼中。在傳統(tǒng)的氣體放電管中，惰性氣體是氫和氬的混合氣體，以提供一250至350伏直流的擊穿電壓。在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，惰性氣體為可提供約100伏直流擊穿電壓的氖和氬的混合氣體。
絕緣端204與導(dǎo)電外殼202接觸的區(qū)域208最好進(jìn)行金屬化。絕緣端204與中心導(dǎo)體206接觸的區(qū)域210也進(jìn)行金屬化。在導(dǎo)體206伸出端部204處的絕緣端204的外表面205有環(huán)形凹口212，這些環(huán)形凹口最好也金屬化。
環(huán)形凹口有利于制造過(guò)程中的金屬化工序。因此，可先使包含環(huán)形凹口的絕緣端204的整個(gè)外表面金屬化，然后通過(guò)磨光絕緣端的外表面而去掉環(huán)形凹口以外面積上的金屬化金屬。
如圖14所示，例如通過(guò)螺紋或其他鋸齒形狀，使導(dǎo)電外殼202的一部分內(nèi)表面214和中心導(dǎo)體206的一部分外表面216粗糙，以便集中電場(chǎng)，增加氣體放電管運(yùn)行的可靠性。此外，與傳統(tǒng)的氣體放電管一樣，表面214和216較佳地覆蓋一低逸出功材料(low work function material)，以降低擊穿電壓，提高氣體放電管的放電特性。在表面214與216之間的區(qū)域“G”發(fā)生氣體放電。區(qū)域“G”是有效放電區(qū)域。
除覆蓋表面214和216之外，在鄰近有效放電區(qū)域“G”的絕緣端204的內(nèi)表面采用條紋狀的徑向石墨線。該條紋有助于引發(fā)電壓的擊穿。
如圖14所示，導(dǎo)電外殼202的內(nèi)表面與中心導(dǎo)體206的外表面之間的距離沿中心導(dǎo)體的長(zhǎng)度是有所不同的。換句話講，外殼202的內(nèi)徑D與中心導(dǎo)體的外徑d之比沿中心導(dǎo)體的長(zhǎng)度是變化的。D/d之比的變化沿中心導(dǎo)體206可能達(dá)到2倍或3倍或更高一些。D/d之比的這種改變是用來(lái)調(diào)整氣體放電管的阻抗的，使放置有氣體放電管的電涌放電器的阻抗與連接電涌放電器的同軸傳輸線的阻抗相匹配。
同軸傳輸線的阻抗與(D/K)/d的對(duì)數(shù)成比例，其中“D”是外導(dǎo)體的內(nèi)徑，“d”是內(nèi)導(dǎo)體的外徑，“K”是內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)的介電常數(shù)。在圖14所示的氣體放電管的情況中，介質(zhì)是介電常數(shù)接近于1的惰性氣體。所以，氣體放電管的阻抗在絕緣端之間按D/d之比的對(duì)數(shù)變化。如前所述，絕緣端204最好是陶瓷，陶瓷的介電常數(shù)約為8。通過(guò)沿中心導(dǎo)體206長(zhǎng)度改變D/d之比，可以補(bǔ)償由特別是絕緣端204的介電常數(shù)引起的阻抗的變化。用于阻抗匹配的氣體放電管200的那部分用字母“I”表示，以區(qū)別于有效放電區(qū)域“G”。
除調(diào)整在氣體放電管內(nèi)的D/d之比外，還可相對(duì)于阻抗匹配區(qū)域“I”的長(zhǎng)度，調(diào)整有效氣體放電區(qū)域“G”的長(zhǎng)度，使氣體放電管的阻抗與同軸傳輸線的阻抗匹配。對(duì)于一50歐姆的同軸傳輸線來(lái)說(shuō)，區(qū)域“G”與區(qū)域“I”之比可以是一比一的數(shù)量級(jí)，而對(duì)于一75歐姆的同軸傳輸線來(lái)講，區(qū)域“G”與區(qū)域“I”之比可以是一比二的數(shù)量級(jí)。
圖14所示的小型同軸線氣體放電管200的一些尺寸是(1)中心導(dǎo)體206的總長(zhǎng)是1英寸；(2)導(dǎo)電外殼202的長(zhǎng)度是0.32英寸；(3)氣體放電管202的外徑是0.33英寸；(4)中心導(dǎo)體的直徑是0.035英寸。
圖15A至15C示出一采用圖14的氣體放電管200的同軸電涌放電器220。電涌放電器220連接在一使用F型同軸連接器的同軸傳輸線與一印刷線路板之間。因此，在電涌放電器220的一端222是有螺紋的，并與一傳統(tǒng)的F型公同軸連接器連接，而在其另外的端部有導(dǎo)體伸出，并安裝在一印刷線路板或類似物體上。
在圖15B中，氣體放電管200的阻抗匹配部分“I”在氣體放電間隙“G”的左方，而在圖15C中，阻抗匹配部分“I”在氣體放電間隙“G”的右方。在圖15C中，中心導(dǎo)體206伸出氣體放電管200的絕緣端的距離要使電涌放電器連接于印刷線路板，可能不夠長(zhǎng)，在這種情況下，采用另外的、與中心導(dǎo)體206電氣連接的導(dǎo)體224。
如圖15B和15C中所示，電涌放電器220有一個(gè)在氣體放電管200后面的空穴226。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x定空穴226的大小和/或用介電常數(shù)合適的材料填充空穴，此空穴也能用來(lái)使電涌放電器的阻抗與同軸傳輸線的阻抗匹配。
圖16A和16B示出采用圖14的氣體放電管200的另一種同軸傳輸線電涌放電器230。圖16A和16B的電涌放電器是一個(gè)連接在帶有F型的公同軸連接器的兩個(gè)同軸傳輸線之間的直排式裝置。用一定位或止動(dòng)螺釘232把氣體放電管200固定在電涌放電器230中。
圖17A和17B示出了采用圖14中所示的氣體放電管200的另一個(gè)同軸傳輸線電涌放電器240。圖17A和17B的電涌放電器是一個(gè)連接在帶有F型的公同軸連接器的兩個(gè)同軸傳輸線之間的直角裝置。如圖17B所示，中心導(dǎo)體206突出氣體放電管200的長(zhǎng)度是不夠的，因此，在其上電氣連接一第二中心導(dǎo)體242，使其延長(zhǎng)。電涌放電器240也有一個(gè)可適當(dāng)選定大小和/或用一介質(zhì)材料填充的空穴244，以使電涌放電器240的阻抗與同軸傳輸線的阻抗匹配。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的一同軸傳輸線電涌放電器系統(tǒng)的示意圖。圖18示出的RF傳輸線有一輸入端250、一輸出端252和一接地端254。在RF傳輸線中串聯(lián)著一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的氣體放電管256。從圖18可以看出，RF信號(hào)經(jīng)過(guò)氣體放電管256，氣體放電管可以是本發(fā)明的任何實(shí)施例，如圖1、8和14中示出的實(shí)施例10、80和200，但并不限于這些。
圖18的示意圖中在258處采用了一如上所述的接地夾和FEP薄膜的故障安全保護(hù)裝置。還示出了限制流向電涌放電器的輸出端254的電流的電感線圈260和一電阻262。此外，在中心導(dǎo)體與接地端之間連接一作低壓保護(hù)的鐵氧體珠(ferrite bead)264和一雪崩二極管266。鐵氧體珠264允許低頻(例如10MHz及10MHz以下)信號(hào)接地，但阻止高頻(例如50MHz至1GHz)信號(hào)接地。雪崩二極管266把低頻信號(hào)箝位至例如5至10伏的電壓。
圖19示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，該實(shí)施例包括一其上連接有公同軸連接器272的同軸電纜270。連接器272含有氣體放電管200。氣體放電管200的中心導(dǎo)體206伸出公連接器272的端部。氣體放電管200的各種零部件如圖14所示，并在前面已描述過(guò)。
圖20示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，該實(shí)施例包括一具有背對(duì)背的母同軸連接器282和284的電涌放電器280。一氣體放電管200在同軸連接器282與284之間。圖20示出的實(shí)施例不同于圖15B、15C、16B、17B和19示出的諸實(shí)施例，它的導(dǎo)電外殼202是與同軸電涌放電器的導(dǎo)電外主體形成一體的。如圖20所示，母同軸連接器282和284在氣體放電管200的兩側(cè)具有固體的介質(zhì)材料286和288，這些材料把氣體放電管固定在同軸電涌放電器的中部。
應(yīng)予理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全有可能在本發(fā)明的原理和范圍之內(nèi)還可以對(duì)為了說(shuō)明本發(fā)明的特征而描述和圖示的零件、材料、零部件的布置和工作條件作出種種改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種小型氣體放電管，適用于同軸傳輸線的電涌放電器，并與傳輸線串聯(lián)連接，使信號(hào)流通過(guò)所述氣體放電管，氣體放電管包括(a)一空心的導(dǎo)電外殼；(b)一對(duì)密封外殼的絕緣端；(c)一種密封在外殼中的惰性氣體；(d)一延伸出外殼的中心導(dǎo)體，所述中心導(dǎo)體的縱向軸與信號(hào)傳輸方向平行；(e)導(dǎo)電外殼的內(nèi)表面相對(duì)于縱向軸對(duì)稱，中心導(dǎo)體的外表面相對(duì)于縱向軸對(duì)稱；以及(f)空心外殼的內(nèi)部被分成一有效放電區(qū)域和一阻抗匹配區(qū)域，選擇兩區(qū)域的比例使所述氣體放電管與同軸傳輸線的阻抗匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，阻抗匹配區(qū)域與有效放電區(qū)域之比為1比1的數(shù)量級(jí)。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，阻抗匹配區(qū)域與有效放電區(qū)域之比為2比1的數(shù)量級(jí)。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，外殼的至少一部分內(nèi)表面和中心導(dǎo)體的至少一部分外表面是粗糙的，以集中電場(chǎng)和有利于氣體放電管的可靠工作。
5.如權(quán)利要求4所述的氣體放電管，其特征在于，粗糙表面呈螺紋或鋸齒的形狀。
6.如權(quán)利要求4所述的氣體放電管，其特征在于，至少絕緣端中的一個(gè)具有徑向條，以進(jìn)一步有助于進(jìn)氣體放電管的可靠工作。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，所述絕緣端由陶瓷材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體放電管，其特征在于，與導(dǎo)電外殼接觸的陶瓷絕緣端部分被金屬化。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體放電管，其特征在于，與中心導(dǎo)體接觸的陶瓷絕緣端部分也被金屬化。
10.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，惰性氣體包括氖和氬的混合氣體。
11.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管，其特征在于，導(dǎo)電外殼的內(nèi)徑為D，中心導(dǎo)體的外徑為d，在阻抗匹配區(qū)域中的D與d之比大于有效放電區(qū)域中的D與d之比。
12.如權(quán)利要求11所述的氣體放電管，其特征在于，D與d之比，在有效放電區(qū)域與阻抗匹配區(qū)域之間至少變化2倍。
13.如權(quán)利要求12所述的氣體放電管，其特征在于，D與d之比，在有效放電區(qū)域與阻抗匹配區(qū)域之間至少變化3倍。
14.如權(quán)利要求1所述的氣體放電管和氣體放電管安裝在其內(nèi)的第一同軸連接器，形成一同軸傳輸線電涌放電器。
15.如權(quán)利要求14所述的同軸傳輸線電涌放電器，包括一與第一同軸連接器軸向?qū)R的第二同軸連接器，氣體放電管串聯(lián)連接于兩個(gè)同軸連接器之間。
16.如權(quán)利要求14所述的同軸傳輸線電涌放電器，包括一與第一同軸連接器呈直角設(shè)置的第二同軸連接器，氣體放電管串聯(lián)連接于兩個(gè)同軸連接器之間。
17.如權(quán)利要求14所述的同軸傳輸線電涌放電器，其中同軸連接器可安裝在一印刷線路板上。
18.如權(quán)利要求14所述的同軸傳輸線電涌放電器，其中同軸連接器包括一空心凹口，所述凹口的尺寸制定得使氣體放電管的阻抗與同軸傳輸線的阻抗匹配。
19.如權(quán)利要求18所述的同軸傳輸線，其特征在于，用除空氣之外的介質(zhì)材料至少填滿部分空心凹口。
20.如權(quán)利要求5所述的氣體放電管和至少一個(gè)同軸連接器，其中置有氣體放電管，形成一同軸傳輸線電涌放電器。
21.如權(quán)利要求6所述的氣體放電管和至少一個(gè)同軸連接器，其中置有氣體放電管，形成一同軸傳輸線電涌放電器。
22.如權(quán)利要求11所述的氣體放電管和至少一個(gè)同軸連接器，其中置有氣體放電管，形成一同軸傳輸線電涌放電器。
23.如權(quán)利要求5所述的氣體放電管和至少一個(gè)同軸連接器，其中置有氣體放電管，形成一同軸傳輸線電涌放電器。
全文摘要
一種同軸傳輸線電涌放電器，有一空心導(dǎo)電體，空心導(dǎo)電體上安裝有同軸連接器，以及一種在空心金屬體內(nèi)的氣體放電管，氣體放電管有一空心導(dǎo)電外殼和一中心導(dǎo)體，中心導(dǎo)體的軸線與信號(hào)傳輸方向平行，中心導(dǎo)體的直徑制定得使電涌放電器的阻抗與傳輸線的阻抗匹配，RF信號(hào)經(jīng)過(guò)所述氣體放電管。
文檔編號(hào)H01R13/646GK1139994SQ95191468
公開(kāi)日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1995年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月7日
發(fā)明者尼薩·A·喬德里 申請(qǐng)人:Tii工業(yè)股份有限公司