CN103985943B

CN103985943B - 双电容耦合同轴电缆到空气微带的转接装置

Info

Publication number: CN103985943B
Application number: CN201410048083.1A
Authority: CN
Inventors: M·F·邦克兹科
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: US20140225686A1; EP2765646B1; CN103985943A; US9780431B2; EP2765646A1

Abstract

本发明提供一种传输线路转接装置，其在同轴电缆和空气电解质微带之间耦合RF能量。在一些实施方式中，转接装置可以组合薄的印刷电路板基体和绝缘表面，以形成有效的电容耦合转接装置，其能够将来自同轴电缆的中心导体的RF能量耦合到空气微带上。在一些实施方式中，转接装置可以包括附接到金属表面的绝缘系统，且绝缘系统可以紧紧靠近地将空气带导体紧固到同轴电缆的内导体上，以将空气带导体电容耦合到同轴电缆的内导体。在一些实施方式中，转接装置可以采用涂覆有绝缘表面的金属体，以将来自同轴电缆的中心导体的RF能量电容耦合到空气微带上。

Description

双电容耦合同轴电缆到空气微带的转接装置

技术领域

本发明总体上涉及RF信号传输。更具体地，本发明涉及双电容耦合同轴电缆到空气微带的转接装置。

背景技术

在许多基站天线中，从天线输入接头到天线发射元件，通常需要将几类射频（RF）传输线路结合在信号路径中。例如，在基站天线中的电信号路径可以包括不同组合的同轴电缆、印刷电路板微带和空气电解质微带。

当不同类型的传输线路互相连接时，信号从第一传输线路运动到第二传输线路。在这些连接中，关键的是保持传输线路阻抗并且避免和/或最小化引入被动互调（PIM）。

而且，许多已知的电RF连接包括焊料，以耦接金属到金属压制接口。焊料要求组件由可接受焊料的材料制成，典型地是包括镀锡黄铜或镀锡红铜的那些材料。相比于作为相对较轻和低成本的材料铝，黄铜和红铜都是相对紧致的材料并具有相对高的价格。然而铝不接受焊料应用。

如上所述，存在持续的、进行中的需求，以改进传输线路转接装置。

发明内容

这里公开了传输线路转接装置，其从同轴电缆转换到空气介质微带。

在一些实施方式中，转接装置可以结合薄印刷电路板基体和绝缘表面，以形成有效的电容耦合转接装置，其能够将来自同轴电缆的中心导体的RF能量耦合到空气微带上。

在一些实施方式中，转接装置可以包括附接到金属表面上的绝缘系统。该绝缘系统，其可以包括粘合剂，可以紧紧靠近地将空气带导体紧固到同轴电缆的内部导体上，以将空气带导体电容耦合到同轴电缆的内部导体上。

在一些实施方式中，转接装置可以采用涂覆有绝缘表面的金属表面，例如涂覆有阳极化表面的铝体，以将来自同轴电缆的中心导体的RF能量电容耦合到空气微带上。在这些实施方式中，阳极化表面可以有效地防止同轴电缆的中心导体和空气微带互相接触以及与金属表面接触。

附图说明

图1是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的底侧的透视图；

图2是根据公开的实施方式的印刷电路板结构的透视图；

图3是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的顶侧的透视图；

图4是根据公开的实施方式的设置通过在接地层中的孔的印刷电路板结构的底部侧视图；

图5是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的侧视图；

图6是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的底侧的透视图；和

图7是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的顶侧的透视图。

具体实施方式

尽管本发明易受许多不同形式的实施方式的影响，它们在附图中示出并在这里以详细具体的实施方式描述，但是需要理解的是，本公开认为是本发明原理的示例，而不旨在将本发明限制在具体示例的实施方式中。

这里公开的实施方式包括转接装置，其在同轴电缆传输线路导体和微带传输线路导体之间以无金属到金属接触或最小化金属到金属接触的方式耦接RF能量。例如，这里公开的转接装置可以包括一个或多个导电表面，所述导电表面部分地或完全地涂覆有一种或多种绝缘材料。绝缘表面可以紧紧靠近地将同轴电缆导体紧固到微带导体上，同时还防止同轴电缆导体和微带导体之间直接的金属到金属接触。这里公开的一些实施方式可以结合有组件，它们具有导电和电绝缘特性，从而使得转接装置保持电耦合而不显著地引入PIM。

根据公开的实施方式，这里公开的同轴电缆到空气微带的转接装置从部件、劳力和资本成本的角度看可以是成本有效的。例如，公开的转接装置可以避免高昂的机械紧固技术。相反，公开的转接装置可以经济地执行和采用电容耦合，以优化转接装置的电气性能。

这里公开的一些实施方式可以将薄的印刷电路板基体与绝缘表面组合，以形成有效的电容耦合转接装置，其能够将来自同轴电缆的中心导体的RF能量耦合到空气微带上。例如，在一些实施方式中，印刷电路板可以具有大约0.005英寸的厚度，而在一些实施方式中，绝缘表面可以具有大约0.002英寸的厚度。

同轴电缆的中心导体可以焊接到印刷电路板的暴露的铜层上。在一些实施方式中，绝缘层，例如绝缘漆或焊料掩膜，可以涂覆到印刷电路板的第一部分上，以确保焊料直接涂覆到其上的唯一一个具体位置上，即在同轴电缆的中心导体接触印刷电路板的铜层的点处。

粘合剂的薄膜可以涂覆到印刷电路板的第二较大部分上，并可以用于将印刷电路板附接到空气微带上。在一些实施方式中，铜层的一部分可以从印刷电路板的一侧蚀刻，并替换以粘合剂，从而将印刷电路板基体用作另一绝缘边界。

在这里公开的实施方式中，粘合剂和焊料掩膜都可以用作绝缘表面。当紧固在一起时，铜层表面、焊料掩膜和粘合剂可以有效地将来自同轴电缆的中心导体的RF信号有效耦接或连接到空气微带上，同时防止中心导体直接接触空气微带。

需要理解的是，这里公开的电容耦合转接装置的实施方式不限于印刷电路板应用。例如，除了印刷电路板，一些实施方式可以包括形成的、模制的、挤压的或机床加工的可焊接或不可焊接的金属轮廓，或者模制的或机床加工的金属化塑料轮廓，其具有漆或沉积在其上的绝缘表面，例如薄的不导电的膜或绝缘、不导电的涂层。除了这里公开的其他导电金属，这里公开的转接装置的导电表面例如可以包括合金，例如黄铜、红铜、青铜、铝、芯和其他非铁和非锰金属。

还需要理解的是，这里公开的绝缘表面可以包括任何或所有如下金属，单独地或组合地：薄绝缘粘合剂，例如高强度粘合剂和/或双侧粘合剂带；薄的不导电绝缘膜；不导电夹；绝缘铆钉；和/或绝缘沉积物、涂层或处理物，例如漆、焊料掩膜、化学膜或阳极化涂层。

在一些实施方式中，薄的不导电膜或涂层可以漆或沉积在转接装置的导电部的关键部分上，以防止与同轴电缆的导体和微带组件直接金属到金属的接触。类似地，代替绝缘表面或者除了绝缘表面，一些实施方式可以包括绝缘粘合系统，例如一个或多个不导电夹，以使转接装置紧紧靠近同轴电缆的导体和微带组件紧固就位。相应地，这里公开的转接装置可以在同轴电缆和微带导体之间提供有效的RF电容耦合。

根据上面，图1是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的底侧的透视图。该双电容耦合转接装置可以包括第一转接装置，其将同轴电缆的外导体电容耦合到微带接地层上，和第二转接装置，其将同轴电缆的内导体电容耦合到微带的导电电路上。

例如，如图1所示，印刷电路板10可以附接到接地层100上。在一些实施方式中，印刷电路板10可以包括附接到其第一侧上的粘合剂（未示出），以将印刷电路板10附接到接地层100上，而印刷电路板10的第二侧可以包括暴露的铜迹线12。如图1所示，同轴电缆20的外导体22可以是暴露的，且外导体22可以经由印刷电路板10电容耦合到接地层导体上。

同轴电缆20的中心内导体24也可以是暴露的，且可以焊接到在印刷电路板32上的暴露的铜迹线34上。例如，图2是根据公开的实施方式的印刷电路板30的透视图。如图2所示，该结构30可以包括印刷电路板30，其在相应第一和第二端部附近具有第一孔和第二孔32-1、32-2。铜迹线34可以暴露在印刷电路板32上，且铜迹线34还可以包括在其相应第一端部和第二端部附近的第一孔和第二孔34-1、34-2。在一些实施方式中，铜迹线34可以提供高的电容耦合表面到空气带上。而且，在一些实施方式中，铜迹线34可以相对于印刷电路板32的边缘偏置，如图2所示。

绝缘表面36，例如绝缘粘合剂、薄的绝缘膜或绝缘涂层，可以附接到印刷电路板32和铜迹线34的长度的至少一部分上，并包括在其第一端部附近的孔36-1。在一些实施方式中，绝缘表面36可以用作绝缘电容屏障，以防止印刷电路板32和铜迹线34直接接触空气微带。而且，在一些实施方式中，绝缘表面36可以相对于印刷电路板32和铜迹线34的第二端部偏置，如图2所示。也即，绝缘表面36可以比铜迹线34更短，从而使得印刷电路板32和铜迹线34的部分是暴露的而未被绝缘表面36覆盖。在一些实施方式中，包括第二孔32-2、34-2的印刷电路板32和铜迹线34的部分可以是暴露的而未被粘合剂36覆盖。

现在参见图3，其中表示根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的顶侧的透视图。如图3所示，绝缘表面36可以附接到空气带导体40上，以将图2的结构30附接到空气带导体40上。在一些实施方式中，绝缘表面36可以在空气带导体40和铜迹线34的绝缘部之间提供电容屏障。

在一些实施方式中，空气带导体40可以与偶极42相关连，如本领域技术人员所知的那样。在一些实施方式中，空气带导体40可以包括标准的空气电解质微带传输线路，如本领域技术人员已知的那样。

在一些实施方式中，不导电的模制夹44可以通过在印刷电路板32、铜迹线34和绝缘表面36的相应第一端部附近的孔32-1、34-1、36-1而设置，以进一步将结构30附接和紧固到空气带导体40上。在一些实施方式中，孔32-1、34-1、36-1和夹44可以用于使印刷电路板32、铜迹线34和绝缘表面36相对于彼此对准并相对于空气带导体40对准。

接地层100可以包括设置在其中的孔110，且图2的印刷电路板30的至少一部分可以布置成通过孔110。图4是布置成通过在接地层100中的孔110的印刷电路板结构30的底侧视图。如图4所示，印刷电路板32和铜迹线34的至少第二端部，包括其中的相应的第二孔32-2、34-2，可以布置成通过在接地层100中的孔110。在一些实施方式中，绝缘表面36的至少第二端部也可以布置成通过在接地层100中的孔110。

再次参见图1，同轴电缆20的中心内导体24的至少一部分可以布置成通过在印刷电路板32和铜迹线34中的相应第二孔32-2、34-2。在一些实施方式中，焊料可以涂覆到在同轴电缆20的中心内导体24和铜迹线34之间的连接部，以紧固它们之间的连接。

根据一些实施方式，这里公开的有效的电容耦合转接装置还可以通过制成较大的天线组件而进一步降低成本，例如由铝制成的发射元件和空气带传输线路，这比昂贵的可焊接的合金，例如黄铜，要经济得多。这里公开的转接装置还可以通过提供改进的热动力特性而提供经济的优点。例如，防止直接的金属到金属接触的电绝缘材料还可以用作在导体之间的热屏障。在转接装置的小导体表面和较大的同轴电缆或空气带导体之间的热屏障可以防止热从焊料接头流走，这导致焊接过程中更稳定的热轮廓。相应地，可以实现改进的焊料接头，其具有可重复的电气和机械性能，从PIM视角看，这能够导致更高的可靠性。

根据上文，这里公开的一些实施方式可以包括转接装置，其采用导电电容表面，例如经济的铝合金，和绝缘边界，例如阳极化表面涂层。这里公开的转接装置的这些实施方式可以在主转接体的导电表面与同轴电缆和微带的导体之间提供电容耦接，从而排除金属到金属接触和对焊料的需求。例如，纯电容转接装置可以在同轴电缆的导体和转接导体本体之间和在转接导体本体和空气带传输线路的导体之间提供电容耦合路径。

图5是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的侧视图。如图5所示，双电容耦合转接装置可以包括在接地层200的第一侧上的第一转接装置和在接地层200的第二侧上的第二转接装置。第一转接装置能够将来自同轴电缆的内导体52的RF能量耦合到空气带导体54上，而第二转接装置能够将来自同轴电缆的外导体62的RF能量耦合到接地层导体64、例如反射器上。在一些实施方式中，图5所示的双电容耦合转接装置可以包括绝缘系统，其包围每个转接装置的导电表面。例如，成形的、模制的、机床加工的或挤压的铝轮廓可以涂覆有薄的阳极化绝缘表面。

图6是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的底侧视图的透视图。如图6所示，同轴电缆的外导体62可以经由第二转接装置耦合到接地层导体64或反射器上。在一些实施方式中，第二转接装置可以包括主体60，其例如可以是铝材。例如，第二转接装置的主体60可以是轻质的、经济的并经由挤压制造而形成。

在一些实施方式中，第二转接装置的主体60可以包括在其上的阳极化的绝缘表面或涂层。例如，阳极化的绝缘表面或涂层可以在外导体62和主转接体60之间以及在主转接体60和接地层导体64之间提供耐久的和绝缘的电容连接。在一些实施方式中，第二转接装置还可以包括绝缘表面，例如粘合剂或不导电夹，其可以附接在第二转接装置边界接合部。例如，绝缘表面可以附接在第二转接体60上或在接地层导体64上，从而将第二转接体60附接到接地层导体64上，同时防止第二转接体60直接接触接地层导体64。绝缘表面还可以紧紧靠近接地层导体64地紧固外导体62，而防止直接的导体接触。

图7是根据公开的实施方式的双电容耦合转接装置的顶侧的透视图。如在图6和图7中看到的，同轴电缆的内导体52可以经由第一转接装置耦合到空气带导体54上。在一些实施方式中，第一转接装置可以包括主体50，其例如可以是铝材。例如，第一转接装置的主体50可以是轻质的、经济的并经由挤压制造形成。在一些实施方式中，中心孔可以沿着第一转接装置的主体50的长度设置，而中心导体52可以布置成通过孔，以将中心导体52耦合到第一转接装置的主体50上。在一些实施方式中，阳极化的绝缘涂层可以涂覆在中心导体52的导电表面和中心孔之间，以防止直接的金属到金属接触。

在一些实施方式中，第一转接装置的主体50可以包括在其上的阳极化的绝缘表面或涂层。例如，阳极化的绝缘表面或涂层可以在内导体52和主转接体50之间以及在主转接体50和空气带导体54之间提供耐久的和绝缘的电容连接。在一些实施方式中，第一转接装置还可以包括绝缘表面，例如粘合剂或不导电的夹，其可以附接在第一转接装置的边界接合部处。例如，绝缘表面可以附接在第一转接体50上或空气带导体54上，从而将第一转接体50附接到空气带导体54上，同时防止第一转接体50直接接触空气带导体54。绝缘表面还可以紧紧靠近空气带导体54紧固内导体52，同时防止直接导体接触。

从上文可以观察到，多个改变和变形可以获得而不脱离本发明的精神和范围。需要理解的是，这里不旨在或不能推导出对具体的系统或示例的方法的限制。当然地，本发明旨在通过后面的权利要求覆盖所有这样的变形，只要它们落入权利要求的精神和范围内。

Claims

1.一种同轴电缆到空气微带的转接装置，包括：

印刷电路板；和

绝缘表面，

其中，所述绝缘表面的第一侧附接到在印刷电路板的第一侧上的印刷电路板的第一部分上，

其中，在所述印刷电路板的第一侧上的印刷电路板的第二部分未被所述绝缘表面覆盖，

其中，所述绝缘表面的第二侧附接到空气带导体，

其中，所述印刷电路板的第二部分电气连接到所述同轴电缆的内导体，并且

其中，所述印刷电路板延伸通过接地层中的孔，从而使得所述印刷电路板的至少第一部分和所述绝缘表面设置在接地层的第一侧上，以及从而使得所述印刷电路板的至少第二部分设置在所述接地层的第二侧上。

2.根据权利要求1所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述绝缘表面包括绝缘粘合剂、双面胶带、绝缘膜、绝缘沉积物、漆、焊料掩膜、化学膜和阳极化表面中的至少之一。

3.根据权利要求1所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述印刷电路板的第一侧包括铜层，且其中所述同轴电缆的内导体焊接到所述铜层。

4.根据权利要求3所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述铜层在所述同轴电缆的内导体和所述空气带导体之间提供高电容耦合表面。

5.根据权利要求3所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述铜层相对于所述印刷电路板的边缘偏置。

6.根据权利要求3所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述绝缘表面设置有电容屏障，以防止所述印刷电路板和铜层直接接触所述空气带导体。

7.根据权利要求1所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，还包括附接到所述接地层的第二侧的第二印刷电路板，其中所述同轴电缆的外导体电气连接到所述第二印刷电路板。

8.根据权利要求7所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述同轴电缆的外导体被电容耦合到接地层导体上。

9.根据权利要求7所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述第二印刷电路板包括第二绝缘表面，以将所述第二印刷电路板的第一侧附接到所述接地层的第二侧。

10.根据权利要求1所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述印刷电路板的第一部分和所述绝缘表面均包括第一孔，其中所述印刷电路板的第一孔与所述绝缘表面的第一孔对准，并且其中夹被布置成通过所述印刷电路板的第一孔和所述绝缘表面的第一孔中的每一个，以将所述印刷电路板和所述绝缘表面紧固到所述空气带导体。

11.根据权利要求10所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述夹包括不导电的夹。

12.根据权利要求1所述的同轴电缆到空气微带的转接装置，其中，所述印刷电路板的第二部分包括第二孔，并且其中所述同轴电缆的内导体被布置成通过所述印刷电路板的第二孔。

13.一种天线，所述天线包括：

同轴电缆；

空气带导体；

接地层；

印刷电路板；和

绝缘表面，

其中，所述绝缘表面的第一侧采用粘合剂附接到在所述印刷电路板的第一侧上的印刷电路板的第一部分上，

其中，在所述印刷电路板的第一侧上的印刷电路板的第二部分未被粘合剂覆盖，

其中，所述绝缘表面的第二侧附接到所述空气带导体，

14.根据权利要求13所述的天线，其中，所述同轴电缆的内导体电容耦合到所述空气带导体。

15.根据权利要求13所述的天线，其中，所述绝缘表面提供电容屏蔽，以防止在所述印刷电路板上的铜迹线直接接触所述空气带导体。

16.根据权利要求13所述的天线，还包括供应板，其中所述同轴电缆的外导体电气地连接到所述供应板。

17.根据权利要求16所述的天线，其中，所述同轴电缆的外导体电容耦合到接地层导体。