專利名稱：利用可變阻抗傳輸線從各種傳輸線耦合射頻能量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與射頻裝置有關(guān)，具體地說(shuō)，與從傳輸線耦合射頻能量的方法和裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明以前，同軸分接頭和耦合器通過(guò)切斷RF電纜再用同軸跨接器予以連接來(lái)安裝。這種方法的主要缺點(diǎn)是對(duì)主電纜有過(guò)大損耗。后來(lái)，Stein等人的美國(guó)專利5,729,184揭示了可以在不用連接器化的情況下使用分接頭，然而，Stein等人的發(fā)明仍然導(dǎo)致對(duì)主電纜有超過(guò)1dB的損耗。Stein等人提到理論上能設(shè)計(jì)耦合損耗高達(dá)20dB的分接頭，但是沒(méi)有揭示制造這種裝置的方法。
因此，所需的是具有選擇RF系統(tǒng)內(nèi)耦合損耗和伴隨的插入損耗的能力的方法和裝置。特別，這種方法和裝置不僅應(yīng)該允許無(wú)線系統(tǒng)可以得到調(diào)諧而且還應(yīng)該允許使RF照射一個(gè)設(shè)備所需的放大器和有源器件最少。
發(fā)明概要本發(fā)明一般地與從傳輸線得到能量的耦合裝置有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，這種耦合裝置包括一個(gè)穿過(guò)傳輸線的外導(dǎo)體上的一個(gè)孔接觸傳輸線的內(nèi)導(dǎo)體的觸頭。至少觸頭的一部分包括一個(gè)具有限定所傳遞的能量的至少一個(gè)屬性的預(yù)選形狀的線圈。這種耦合裝置還包括一個(gè)具有一個(gè)與觸頭耦合的內(nèi)導(dǎo)體的連接器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，這種耦合裝置包括定位在觸頭與連接器之間的具有預(yù)選形狀的一段絲線。這段絲線與接地面隔開(kāi)，以形成選定的寄生電容，而絲線的形狀至少部分限定了耦合裝置的中心頻率。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明為了更完全地了解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明。在這些附圖中

圖1A為按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的第一耦合裝置的原理圖；圖1B為按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的第二耦合裝置的原理圖；圖1C為按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的第三耦合裝置的原理圖；圖1D為按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的第四耦合裝置的原理圖；圖2示出了按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的耦合裝置的組裝和剖視圖；圖3A示出了諸如圖1B原理性所示的超低插入損耗、高耦合損耗的耦合裝置的電子組裝；圖3B示出了諸如圖1B原理性所示的低插入損耗、中耦合損耗的耦合裝置的電子組裝；圖3C示出了諸如圖1C原理性所示的低插入損耗、低耦合損耗的耦合裝置的電子組裝；圖3D示出了諸如圖1A原理性所示的低插入損耗的高頻耦合裝置的電子組裝；圖4A和4B分別例示了第五耦合裝置的剖面?zhèn)纫晥D和俯視圖；圖5A和5B分別例示了第六耦合裝置的剖面?zhèn)纫晥D和俯視圖；圖6A和6B分別例示了第七耦合裝置的剖面?zhèn)纫晥D和俯視圖；圖7A-7C分別例示了第八耦合裝置的剖面?zhèn)纫晥D、俯視圖和近視圖；圖8例示了圖7A-7C的耦合裝置的另一個(gè)實(shí)施例；
圖9為例示使用圖8的耦合裝置的變型時(shí)兩條典型的插入損耗樣值的曲線圖；圖10為例示使用圖8的耦合裝置的變型時(shí)兩條典型的耦合響應(yīng)樣值的曲線圖；圖11A-C分別例示了第九耦合裝置的剖面未組裝側(cè)視圖、組裝后側(cè)視圖和俯視圖。
優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明從附圖的圖1-3所示的例示性實(shí)施例中可以更透徹地了解本發(fā)明的原理及其優(yōu)點(diǎn)。在這些附圖中同樣的編號(hào)所標(biāo)的是同樣的部分。
圖1A和3D分別示出了將RF能量從一個(gè)同軸電纜耦合給一個(gè)第二同軸電纜、RF輻射器或RF放大器的耦合裝置的原理圖和配置圖。雖然所示的是同軸電纜，但可以理解可以是任何傳輸線和從任何傳輸線分接。有一個(gè)孔穿透主傳輸線的外導(dǎo)體100，觸頭104(圖3D的300)插入孔內(nèi)與主傳輸線的中央導(dǎo)體102接觸。觸頭可以是有彈簧加壓的，但可以理解可以采用任何接觸中央導(dǎo)體的措施。最好使中央導(dǎo)體觸頭104(300)絕緣，但對(duì)于合乎本發(fā)明的原理來(lái)說(shuō)這并不是必需的。觸頭104(300)的軸上加了絕緣，以防止無(wú)意中與外導(dǎo)體100接觸。
耦合器的內(nèi)部傳輸線106(圖3D的326)是一段低損耗絲線。絲線的長(zhǎng)度和直徑確定了裝置的頻率響應(yīng)，以及在某種程度上確定了裝置的耦合損耗和插入損耗。傳輸線的絲線可以是絕緣的，以使絲線用于較低頻率時(shí)可以較長(zhǎng)而仍然合乎本發(fā)明的意圖。
本發(fā)明的一個(gè)原理是使用高導(dǎo)電的絲線。這防止了由于絕緣而引起的介質(zhì)損耗。
絲線接到由外導(dǎo)體110和中央導(dǎo)體111(310)表示的輸出連接器的中央導(dǎo)體引腳111(310)上。可以理解，輸出端可以是一個(gè)硬線連接的電纜、直接連接的天線、放大器或等效負(fù)載。無(wú)論是其中哪種負(fù)載都合乎本發(fā)明的原理。
損耗元件112(314)連接在輸出連接器的中央引腳111(310)和外屏蔽層110之間，以提供與接到輸出連接器上的裝置的較好阻抗匹配。損耗元件加到本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)上，但是就本發(fā)明的原理來(lái)說(shuō)這不是必要的。
圖1A和3D的配置用于耦合值從將近-15dB至-6dB的耦合裝置。內(nèi)部傳輸線106(306)的損耗元件是低損耗的絲線。絲線的長(zhǎng)度和直徑確定了裝置的頻率響應(yīng)，以及在某種程度上確定了裝置的耦合損耗和插入損耗。傳輸線的絲線可以是絕緣的，以使絲線用于較低頻率時(shí)可以較長(zhǎng)而仍然合乎本發(fā)明的意圖。圖1B、3A和3B分別為按照本發(fā)明的原理設(shè)計(jì)的將極少RF能量從主電纜耦合到輸出連接器從而大大減小主電纜內(nèi)的插入損耗的另一個(gè)耦合裝置的原理圖和配置圖。
有一個(gè)孔穿透主傳輸線外導(dǎo)體100，觸頭104(300)插入孔內(nèi)與主傳輸線的中央導(dǎo)體102接觸。觸頭可以是有彈簧加壓的，但可以理解可以采用任何接觸中央導(dǎo)體的措施。最好使中央導(dǎo)體觸頭102絕緣，但對(duì)于滿足本發(fā)明的原理來(lái)說(shuō)這并不是必需的。
內(nèi)部傳輸線114(圖3A和3B中的306和320)是一段低損耗、非絕緣的絲線，但對(duì)于較長(zhǎng)的長(zhǎng)度可以是絕緣的，以適應(yīng)較低的頻率而仍然合乎本發(fā)明的原理。傳輸線絲線不與任何介質(zhì)接觸，除了在與終接點(diǎn)連接處。
圖1A和3D的配置用于耦合值從將近-15dB至-6dB的耦合裝置。內(nèi)部傳輸線106(326)的損耗元件是低損耗的絲線。絲線的長(zhǎng)度和直徑確定了裝置的頻率響應(yīng)，在某種程度上也確定了裝置的耦合損耗和插入損耗。寄生電容105取決于絲線的直徑和離圖3D中所示的接地面108(308)(圖2中的202)的距離。絲線的寄生電容和形狀確定了裝置的中心頻率響應(yīng)。傳輸線的絲線可以是絕緣的，以使絲線用于較低頻率時(shí)可以較長(zhǎng)而仍然合乎本發(fā)明的意圖。如圖3D所示，PC板312包括一些孔316，其作用將在下面說(shuō)明。
本發(fā)明的一個(gè)原理是使用高導(dǎo)電的絲線。這防止了由于絕緣而引起的介質(zhì)損耗。本發(fā)明的另一個(gè)原理是除連接點(diǎn)處避免傳輸線絲線與任何介質(zhì)表面接觸。
絲線接到由外導(dǎo)體110和中央導(dǎo)體111(310)表示的輸出連接器的中央導(dǎo)體引腳111(310)上?？梢岳斫?，輸出端可以是一個(gè)硬線連接的電纜、直接連接的天線、放大器或等效負(fù)載。無(wú)論是其中哪種負(fù)載都合乎本發(fā)明的原理。
本發(fā)明的又一個(gè)原理是不使傳輸線與中央觸頭102(300)連接而是采用電容耦合，對(duì)引腳102周圍的場(chǎng)采樣，具體如圖3A中302和圖3B中318處所示。采樣越重，耦合能量越大。
在圖1B中，元件132表示在傳輸線114和與主電纜中央導(dǎo)體102連接的引腳104之間的隔直流連接的復(fù)阻抗。這種連接還示于圖3A和3B。這種連接可以是如圖3A所示允許耦合少量功率(從20至30dB)的淺連接，也可以是如圖3B所示允許耦合值為從15至20dB的深連接。高耦合損耗導(dǎo)致插入損耗為0.3至0.05dB。
圖1C和3C的配置使耦合裝置可以傳送若干選定的頻率，在這些頻率上具有低的插入損耗。內(nèi)部傳輸線在圖1C中標(biāo)為116，而在圖3C中標(biāo)為322。圖1C中的集總阻抗117和圖3C中所示的線圈325使耦合裝置可以配置成在強(qiáng)調(diào)選定的頻率的同時(shí)大大減小在選定的頻率處的插入損耗。
本發(fā)明的又一個(gè)原理是采用諸如圖1C和3C中所示的集總阻抗輸入和圖1B和3A、3B的選擇耦合，這使設(shè)計(jì)人員不僅可以選擇耦合、插入損耗，而且還可以選擇所需的頻率，從而在同一個(gè)電纜上可以發(fā)送和接收若干頻率。
圖1D通常與本發(fā)明的在耦合端口的輸入端上帶隔直流的復(fù)阻抗119的有關(guān)。這使設(shè)計(jì)人員可以將耦合裝置配置成設(shè)定反射損耗和在一定程度上設(shè)定頻率響應(yīng)。在這里，傳輸線(內(nèi)部)標(biāo)為118。
圖3D概括地說(shuō)與本發(fā)明的用于2GHz附近的單個(gè)頻率的耦合裝置有關(guān)。這個(gè)裝置如在這里所說(shuō)明的其他裝置那樣應(yīng)用了選擇耦合損耗和插入損耗需要不同的絲線尺寸的原理。可以理解，本發(fā)明的這些原理的任何組合也是本發(fā)明的組成部分。
圖2概括地說(shuō)與本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)情況有關(guān)。這個(gè)組裝包括底部210、頂部206和頂封214三個(gè)塑料零件。耦合端口連接器200示為“N”連接器，但也可以使用任何適當(dāng)?shù)腞F連接器。與耦合端口的連接也可以是“擠入”或“硬線連接”式的。與主電纜的連接標(biāo)為208，但可以理解任何接觸主電纜中央導(dǎo)體的探針或其他裝置也合乎本發(fā)明的原理。
系緊螺桿212用來(lái)將裝置的頂、底部接到主電纜上。使用系緊螺桿有利于安裝。
螺釘216配置在連接法蘭的相對(duì)的角部，穿過(guò)PC板312(圖2中的204)中的通孔316，起著防轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，還提供了從主電纜到耦合端口的外導(dǎo)體的接地通路。雖然防轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于裝置的工作來(lái)說(shuō)并不需要，但它增加了總強(qiáng)度。對(duì)于工作在高于400MHz的來(lái)說(shuō)并不需要接地，但是接地提高了整體的電穩(wěn)定性。螺釘216通常在制造時(shí)部分安裝而在安裝時(shí)最后安裝好。
現(xiàn)在來(lái)看圖4-9，其中例示了另一些實(shí)施例，下面將予以詳細(xì)說(shuō)明。
先來(lái)看圖4A和4B，在一個(gè)實(shí)施例中，耦合裝置400用一段絲線繞成的線圈402(例如，為一個(gè)彈簧)來(lái)接觸同軸電纜的中央導(dǎo)體(未示出)。耦合裝置400可以包括一個(gè)塑料或非鐵磁性材料的外殼，但為了清晰起見(jiàn)外殼沒(méi)有示出。彈簧402可以是一個(gè)節(jié)距不變或可變的非鐵磁性材料彈簧。在本例中彈簧402包括線圈部412、在線圈部412頂上的較直的延伸部和在線圈部412的底下的較直延伸部412。彈簧402的絲線直徑、線圈直徑和匝數(shù)可以根據(jù)諸如耦合和插入損耗之類的所希望的效果選擇。
彈簧402的底延伸部416通過(guò)次級(jí)傳輸線404接到中央導(dǎo)體引腳406上。印刷電路板(PCB)408可用來(lái)為彈簧402、次級(jí)傳輸線404和中央導(dǎo)體引腳408提供一個(gè)安裝面。在本例中，RF接口連接器410安裝在彈簧402相反的那側(cè)，通過(guò)中央導(dǎo)體引腳408和次級(jí)傳輸線404與彈簧402連接。PCB 408上有一個(gè)或多個(gè)孔(未示出)，可以提供PCB 408兩側(cè)的信號(hào)連接通道以及作為安裝孔。
在工作中，彈簧402可以將阻抗從同軸電纜的傳輸線特征阻抗(例如大約為50或75歐)變換為較高的所需值。這種變換基本上在虛平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)，彈簧402的復(fù)阻抗確定了總頻率響應(yīng)和從同軸電纜提取的能量。具體地說(shuō)，變換在虛平面內(nèi)是因?yàn)閺?fù)阻抗主要是與匝間寄生電容的串聯(lián)感抗。因此，一般說(shuō)來(lái)這阻抗幾乎沒(méi)有電阻性的實(shí)平面分量。
復(fù)阻抗與傳輸線阻抗的比決定了從傳輸線提取的能量的大小。這個(gè)復(fù)阻抗部分是彈簧402和直徑、節(jié)距、匝數(shù)和線長(zhǎng)的函數(shù)。此外，彈簧402的頂、底延伸部414、416可以對(duì)總復(fù)阻抗進(jìn)行二階控制。此外，次級(jí)傳輸線404可用來(lái)完成使復(fù)阻抗達(dá)到所需值的變換。例如，次級(jí)傳輸線404可以控制頻率響應(yīng)和從同軸電纜提取/送入同軸電纜的功率。
現(xiàn)在來(lái)看圖5A和5B，在另一個(gè)實(shí)施例中，耦合裝置500包括線圈502、次級(jí)傳輸線504、中央導(dǎo)體引腳506、PCB 508和RF接口連接器510，以與就圖4A和4B所說(shuō)明的類似的方式連接。在本例中，可以將次級(jí)傳輸線504做成任何允許在所需頻帶上得到所希望的復(fù)阻抗的形狀。例如，線圈502用作初級(jí)阻抗變換器，而次級(jí)傳輸線504可以是可用來(lái)獲得所希望的插入和耦合損耗的傳輸線或任何無(wú)源元件(諸如一個(gè)集總元件電阻、電容或電感)。
現(xiàn)在來(lái)看圖6A和6B，在又一個(gè)實(shí)施例中，耦合裝置600包括一個(gè)線圈602，這個(gè)線圈可以與分別就圖4和5所說(shuō)明的線圈402和502類似。線圈602可以包括單個(gè)節(jié)距固定或可變的非鐵磁性線圈，直徑可以是固定或可變的。線圈602直接接到RF接口連接器606的中央引腳604上。如前面所說(shuō)明的那樣，耦合裝置600的插入損耗和耦合損耗可以通過(guò)設(shè)計(jì)線圈602的線長(zhǎng)、線圈直徑、匝數(shù)和節(jié)距確定。
本例可以構(gòu)造成不用PCB。這可以簡(jiǎn)化耦合裝置600的制造、降低成本，但效益類似。此外，線圈602直接連接到RF接口連接器606上可以避免通過(guò)PCB連接而會(huì)出現(xiàn)的能量損耗。此外，由于有線圈602而得到的頻率響應(yīng)可以是寬帶的。所以出現(xiàn)寬頻帶的頻率響應(yīng)部分是因?yàn)樯鲜鲋苯舆B接的方式去掉了電路板和不用次級(jí)線圈/傳輸線，這就減小了總次級(jí)/寄生阻抗。這種減小使線圈602本身諧振頻率上升到所關(guān)心的頻帶以外，從而導(dǎo)致寬頻帶的頻率響應(yīng)。
現(xiàn)在來(lái)看圖7A-7C，在再一個(gè)實(shí)施例中，耦合裝置700包括一個(gè)直接接到RF接口連接器706的中央引腳704的線圈702。線圈702的一部分封裝在諸如低損耗塑料(例如，聚苯乙烯)之類的材料708內(nèi)。在本例中，線圈702只有靠近底部的一小部分沒(méi)有封裝，而大部分上部都被封裝起來(lái)。
線圈702的上部起著主要的阻抗變換器的作用，它的復(fù)阻抗可以通過(guò)用材料708機(jī)械上限制線圈的尺寸而保持不變。彈簧702的下部起著次級(jí)阻抗變換器的作用，但是允許壓縮，實(shí)際上就是線圈702的這個(gè)部分維護(hù)與主電纜的中央導(dǎo)體接觸。具體地來(lái)看圖7C，為了例示起見(jiàn)，線圈702是用美國(guó)線徑(AWG)25號(hào)線繞14匝，外徑為0.120英寸。線圈702的標(biāo)為“A”的部分表示上面的12.5匝，用材料708封裝。線圈702的標(biāo)為“B”的部分表示下面的1.5匝，沒(méi)有封裝。
這樣封裝的特色是可以在控制線圈702的同時(shí)通過(guò)改變介質(zhì)護(hù)套的厚度使耦合裝置700能安裝到同軸電纜上(例如，非密封部分可以壓縮或伸展以與電纜接合)。此外，由于有線圈702而得到的頻率響應(yīng)可以是寬帶的。所以出現(xiàn)寬頻帶的頻率響應(yīng)部分是因?yàn)樯鲜鲋苯舆B接的方式去掉了電路板和不用次級(jí)線圈/傳輸線，這就減小了總次級(jí)/寄生阻抗。這種減小使線圈702本身諧振頻率上升到所關(guān)心的頻帶以外，從而導(dǎo)致寬頻帶的頻率響應(yīng)。
現(xiàn)在來(lái)看圖8，在再一個(gè)實(shí)施例中，圖7A-7C的耦合裝置700包括一個(gè)可以從裝置700伸入同軸電纜的管形延伸段710。延伸段710可以做成耦合裝置700的一部分，也可以作為一個(gè)獨(dú)立的組裝加到耦合裝置上。延伸段710可以起各種作用，諸如起線圈702的穩(wěn)定器的作用和作為一個(gè)防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。
此外，可以在耦合裝置700的外殼714內(nèi)形成一個(gè)腔712?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整腔712大小來(lái)調(diào)整寄生電容，從而微調(diào)頻率響應(yīng)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，腔712可以形成一個(gè)電磁諧振電路。在將線圈702(或傳輸線)裝入腔712時(shí)，包圍線圈702的場(chǎng)就受到限制(例如，由于有在自由空間內(nèi)不存在的電磁邊界條件)。因此，腔702將呈現(xiàn)一個(gè)基本上是虛數(shù)的復(fù)阻抗，這個(gè)復(fù)阻抗可以是電容性的。
現(xiàn)在來(lái)看圖9，曲線圖900例示了由于分接而引起的典型插入損耗。曲線圖900的X軸902表示頻率(MHz)，而Y軸904表示插入損耗(dB)。兩條樣值906和908各表示圖8的耦合裝置700的兩個(gè)不同的變型的典型性能情況。樣值906例示了在提取標(biāo)稱功率時(shí)的結(jié)果，而樣值908例示了所提取的功率增大3dB左右時(shí)的結(jié)果。
現(xiàn)在來(lái)看圖10，曲線圖1000例示了由于分接而引起的典型耦合響應(yīng)。曲線圖1000的X軸1002表示頻率(MHz)，而Y軸1004表示耦合損耗(dB)。兩條曲線1006和1008各表示圖8的耦合裝置700的兩個(gè)不同的變型的典型性能情況。曲線1006例示了在提取標(biāo)稱功率時(shí)的結(jié)果，而曲線1008例示了所提取的功率增大3dB左右時(shí)的結(jié)果。
圖9和10的曲線圖內(nèi)的樣值906、908和1006、1008分別是根據(jù)圖8的兩個(gè)變型得出的。樣值906和1006與從一個(gè)變型得到的結(jié)果相應(yīng)，而樣值908和1008與從另一個(gè)變型得到的結(jié)果相應(yīng)。例如，由樣值906和1006表示的變型可以制作成具有一個(gè)線圈基線長(zhǎng)度、線圈內(nèi)徑、線圈線長(zhǎng)度和線圈匝數(shù)。在基線確定的情況下，在制作一個(gè)相同的線圈長(zhǎng)度但線圈匝數(shù)減少20％、線圈直徑增大10％和線圈線長(zhǎng)度增加5％的變型時(shí)可以得到樣值908和1008。這兩個(gè)變型是根據(jù)線圈的直徑不變和節(jié)距不變得出的。用這兩個(gè)參數(shù)中的一個(gè)或兩個(gè)來(lái)代替或結(jié)合所改變的這些參數(shù)可以獲得類似的結(jié)果。此外，可以理解可以用各種參數(shù)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)所希望的變型。
現(xiàn)在來(lái)看圖11A-C，在再一個(gè)實(shí)施例中，示范性耦合裝置1100包括線圈1102、次級(jí)傳輸線1104、中央導(dǎo)體引腳1106、PCB 1108和RF接口連接器1110，以與就圖4和5所說(shuō)明的類似的方式連接。如前面所說(shuō)明的那樣，次級(jí)傳輸線1104可以做成任何允許在所需頻帶上得到所希望的復(fù)阻抗的形狀。例如，線圈1102用作初級(jí)阻抗變換器，而次級(jí)傳輸線1104可以是可用來(lái)獲得所希望的插入和耦合損耗的傳輸線或任何無(wú)源元件(諸如一個(gè)集總電阻、電容或電感元件)。
裝置1100包括一個(gè)外殼1112。在本例中，外殼1112包括下外殼1112a、上外殼1112b和頂板1112c。頂板1112c可以由多個(gè)螺釘1114固定到上外殼1112b上，而上外殼1112b可以由多個(gè)螺釘1116固定到下外殼1112a上。也可用其他緊固裝置來(lái)替換或補(bǔ)充螺釘1114和1116。
裝置1100也可以包括如就圖8所說(shuō)明的管形延伸段1118和腔1120。管形延伸段1118可以從裝置1100伸入同軸電纜。延伸段1118可以做成耦合裝置1118的一部分，也可以作為一個(gè)獨(dú)立的組裝加到耦合裝置上。延伸段1118可以起各種作用，諸如起線圈1102的穩(wěn)定器的作用和作為一個(gè)防轉(zhuǎn)裝置。可以在耦合裝置1100的外殼1112內(nèi)形成腔1120。例如，可以在上外殼1112b內(nèi)形成腔，如圖所示。可以通過(guò)調(diào)整腔1120大小來(lái)調(diào)整寄生電容，從而微調(diào)頻率響應(yīng)，如前面所述。
雖然本發(fā)明是結(jié)合具體實(shí)施例說(shuō)明的，但不應(yīng)該將這說(shuō)明看作限制性的。對(duì)于熟悉該技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)，在參考了本發(fā)明的說(shuō)明后，對(duì)所揭示的這些實(shí)施例和本發(fā)明的另一些實(shí)施例都是顯而易見(jiàn)的。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員可以看到，所揭示的構(gòu)思和具體實(shí)施例很容易用來(lái)修改或設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明同樣用途的其他設(shè)備。熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員還應(yīng)看到這種等效結(jié)構(gòu)并沒(méi)有背離如在所附權(quán)利要求書(shū)中所提出的本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和專利保護(hù)范圍。因此，權(quán)利要求書(shū)涵蓋了屬于本發(fā)明的專利保護(hù)范圍的任何這種修改或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求
1.一種用于從傳輸線得到能量的耦合裝置，所述耦合裝置包括一個(gè)用于穿過(guò)所述傳輸線的外導(dǎo)體中的孔接觸所述傳輸線的內(nèi)導(dǎo)體的觸頭，其中所述觸頭的至少一部分包括一個(gè)具有預(yù)選形狀的線圈，所述形狀限定所傳送能量的至少一個(gè)屬性；以及一個(gè)具有與所述觸頭耦合的內(nèi)導(dǎo)體的連接器。
2.權(quán)利要求1的耦合裝置，所述耦合裝置還包括一段設(shè)置在所述觸頭和所述連接器之間的具有預(yù)選形狀的絲線，其中所述絲線與接地面隔開(kāi)以形成選定的寄生電容，所述絲線的所述形狀可用來(lái)至少部分限定所述耦合裝置的中心頻率。
3.權(quán)利要求2的耦合裝置，其中所述絲線是一個(gè)無(wú)源元件。
4.權(quán)利要求1的耦合裝置，所述耦合裝置還包括一個(gè)外殼；以及一個(gè)在所述外殼內(nèi)靠近所述觸頭處的腔，所述腔可用來(lái)引起所述寄生電容。
5.權(quán)利要求1的耦合裝置，所述耦合裝置還包括一個(gè)包圍所述線圈的至少一部分的封裝件，所述封裝件機(jī)械地限制該線圈的被包圍部分。
6.權(quán)利要求1的耦合裝置，其中所述線圈具有可變節(jié)距。
7.權(quán)利要求1的耦合裝置，其中所述線圈具有可變直徑。
8.權(quán)利要求1的耦合裝置，其中由所述線圈形狀限定的至少一個(gè)能量屬性是從包括頻率、耦合損耗和插入損耗的組中選出的。
9.權(quán)利要求1的耦合裝置，其中所述觸頭還包括分別處在所述線圈的兩端處的一個(gè)第一直端部和一個(gè)第二直端部，所述第一直端部與所述傳輸線接合，而所述第二直端部與所述內(nèi)連接器耦合。
10.一種射頻耦合裝置，所述射頻耦合裝置包括一個(gè)電路，所述電路包括一個(gè)可用來(lái)與傳送能量的傳輸線接合的觸頭，所述觸頭包括一個(gè)配置成限定所傳遞的能量的至少一個(gè)屬性的線圈部分；一個(gè)與觸頭耦合的導(dǎo)體；以及一個(gè)與所述導(dǎo)體引腳耦合的接口連接器；以及一個(gè)在所述電路的至少一部分附近形成的外殼。
11.權(quán)利要求10的射頻耦合裝置，其中所述外殼還包括一個(gè)從所述射頻耦合裝置伸入所述傳輸線的延伸部，所述延伸部至少部分包圍所述觸頭，可用來(lái)限制所述觸頭相對(duì)外殼的橫向運(yùn)動(dòng)。
12.權(quán)利要求11的射頻耦合裝置，其中所述延伸部是管狀的。
13.權(quán)利要求11的射頻耦合裝置，其中所述延伸部可用來(lái)避免所述射頻耦合裝置相對(duì)所述傳輸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。
14.權(quán)利要求10的射頻耦合裝置，所述射頻耦合裝置還包括一段定位在所述觸頭和導(dǎo)體引腳之間的絲線，所述絲線至少部分由一個(gè)空氣隙與接地面分開(kāi)，而且配置成還限定所傳送能量的至少一個(gè)屬性。
15.權(quán)利要求10的射頻耦合裝置，所述射頻耦合裝置還包括一個(gè)位于所述外殼內(nèi)靠近所述觸頭處的腔，其中所述腔大小被確定以調(diào)整所述射頻耦合裝置的寄生電容。
16.一種從一個(gè)具有分開(kāi)的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的傳輸線耦合能量的方法，所述方法包括下列步驟形成一個(gè)穿過(guò)所述傳輸線的外導(dǎo)體以露出內(nèi)導(dǎo)體的一部分的孔；將一個(gè)線圈觸頭穿過(guò)所述孔插入；改變所述線圈觸頭相對(duì)所述內(nèi)導(dǎo)體的位置以與所述內(nèi)導(dǎo)體接合，這種改變由于所述線圈觸頭自動(dòng)進(jìn)行；以及使所述線圈觸頭與一個(gè)接口電耦合。
17.權(quán)利要求16的方法，所述方法還包括將一個(gè)延伸部插入所述傳輸線。
18.權(quán)利要求16的方法，所述方法還包括用所述線圈改變所傳遞的能量的至少一個(gè)屬性。
19.權(quán)利要求16的方法，其中所述使線圈觸頭與接口電耦合的步驟包括在所述線圈觸頭和所述接口之間設(shè)置一段絲線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從傳輸線(100)耦合能量的裝置和方法。這種裝置包括一個(gè)設(shè)計(jì)成能穿過(guò)傳輸線(100)外導(dǎo)體上的孔“分接”入傳輸線內(nèi)導(dǎo)體(102)的觸頭(104)。觸頭(104)的一部分可以是線圈(例如，一個(gè)彈簧)，這個(gè)線圈的特征可以加以改變以控制裝置的插入損耗和耦合損耗。例如，可以控制線圈的線長(zhǎng)度、線圈直徑、匝數(shù)、和節(jié)距設(shè)計(jì)。這種裝置還可以包括一個(gè)接到線圈上的次級(jí)傳輸線，這個(gè)次級(jí)傳輸線可允許對(duì)耦合能量進(jìn)行附加控制。
文檔編號(hào)H01R13/646GK1647310SQ03808854
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者理查德·P·斯坦, 理查德·D·英格里奇, 詹姆斯·W·莫科 申請(qǐng)人:內(nèi)部無(wú)線公司