CN201210616Y - 宽频馈电电涌保护器 - Google Patents

Abstract

宽频馈电电涌保护器，涉及电子技术，特别涉及到馈线系统的电涌保护技术。本实用新型包括射频浪涌端接头(1)、射频保护端接头(2)、产品壳体(3)，其特征在于，在产品壳体(3)内设置有微波腔体(4)和雷电腔体(5)，微波腔体(4)内设置微波电路板(6)，雷电腔体(5)内设置雷电电路板(7)，微波腔体(4)和雷电腔体(5)之间由腔体隔墙(8)隔离。本实用新型的有益效果是，提高传输特性，拓展信号传输的频率带宽。

Description

宽频馈电电涌保护器

技术领域

本实用新型涉及电子技术，特别涉及到馈线系统的电涌保护技术。

背景技术

通讯设备的馈线系统一般都暴露在室外，很容易遭受雷击和感应雷电波。从馈线系统引入的雷击瞬时过电压，对卫星地面站、微波站、电视卫星接收站、移动通信基站等通信设备伤害极大，在雷击时产生的大面积强电磁脉冲辐射，在馈线上产生的瞬时电涌过电压，引入到室内的收发设备上，会造成设备的损坏、数据的丢失甚至人员的损失。随着现代通讯的发展，人们越来越重视通讯系统的防护，国际电信联盟和我国都制定了相关的标准，规定电信设备必须设计有防雷击、电涌、电力线感应和电力线碰触的措施，才能入网使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题提供一种工作频带比较宽，保护精度比较高，又具有馈直流功能的馈线电涌保护器。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：宽频馈电电涌保护器，包括射频浪涌端接头、射频保护端接头、产品壳体，在产品壳体内设置有微波腔体和雷电腔体，微波腔体内设置微波电路板，雷电腔体内设置雷电电路板，微波腔体和雷电腔体之间由腔体隔墙隔离。

进一步的，微波电路板上设置有阻抗不等的微带线。

本实用新型具体电路结构包括：

依次串联的射频浪涌端接头、阻抗值不同的微带线、高频电容、和射频保护端接头；与第一组微带线连接的第一微波电感，第一微波电感的另一端接R点，R点通过第一穿芯电容接地，R点还通过气放管接地；连接R点和S点的第一退耦电感；连接T点和S点的第二退耦电感；通过S点接地的压敏电阻器或大功率TVS管；与第二组微带线连接的第二微波电感，第二微波电感的另一端接T点，T点通过第二穿芯电容接地，T点还通过小功率TVS管接地。其中，气放管、第一退耦电感、压敏电阻器或大功率TVS管、第二退耦电感和小功率TVS管29构成雷电电路，设置在雷电电路板上。

射频浪涌端接头、射频保护端接头、第一微带线、第二微带线、高频电容、第三微带线、第四微带线、第一微波电感、第二微波电感、第一穿芯电容和第二穿芯电容构成微波电路，设置在微波电路板上，第一穿芯电容和第二穿芯电容穿过隔墙接地。

本实用新型的有益效果是：

1、产品壳体两端设计了两个同轴微带转接头，分别用于射频的浪涌端和保护端。两个同轴微带转接头按相关标准设计，可以是N、TNC、BNC、L16、SMA、DIN7/16等各种射频连接器。其浪涌端接头设计成穿墙式安装。缩减了安装空间，拆卸和维修只需一个扳手，给安装和维护带来了便利。

2、微波电路板上的微带印制板、高频电容、微波电感、穿芯电容和分布参数构成了一个带通滤波器，根据有用信号的频率来选择不同的高频电容、微波电感、穿芯电容值，以实现有用信号在带通滤波器中低损耗传输，而雷电信号和无用的电磁波信号等在带通滤波器的频带之外，衰减极大。因此通过本实用新型能将来自馈线的雷电信号和无用的电磁波信号滤掉，低损耗地将有用信号传输到设备。从而保证了有用信号的有效传输。

3、将微波电路板和雷电电路板分装于不同的腔体中，避免了雷电支路对微波支路的影响，有利于信号传输频带的拓宽。使本实用新型的工作频带覆盖了目前大多数通讯频段。给制造、安装、使用、维护提供了便利。

4、微波电路板上的微带印制板设计了第一、二、三、四不同阻抗的微带线，其阻抗变化可以是高阻抗到低阻抗，也可以是低阻抗到高阻抗，它们变化的目的就是为了补偿微波传输的不均匀性，提高传输特性，拓展信号传输的频率带宽。

5、在第一微波电感和第二微波电感穿过腔体隔墙时采用穿芯电容，实现了直流对地开路，射频对地短路的功能，提高了信号传输性能。

6、雷电电路板上的第一级气放管、第一退耦电感、第二级压敏电阻器或大功率TVS管、第二退耦电感、第三级小功率TVS管组成了雷电的三级防护。有效地提高保护器的保护精度。通过选择防护器件的不同启动电压，可以实现不同的馈直流功能。

附图说明

图1是本实用新型实例1的结构示意图；

图2是本实用新型实例2的结构示意图；

图3是本实用新型的微波电路板结构示意图；

图4是本实用新型的雷电电路板结构示意图；

图5是本实用新型的电路原理图。

图中标注如下：射频浪涌端接头1、射频保护端接头2、产品壳体3、微波腔体4、雷电腔体5、微波电路板6、雷电电路板7、腔体隔墙8、外壳9、盖板10、微带印制板11、浪涌端接头内导体12、第一微带线13、第二微带线14、高频电容15、第三微带线16、第四微带线17、保护端接头内导体18、第一微波电感19、第二微波电感20、第一穿芯电容21、第二穿芯电容22、螺钉23、雷电印制板24、气放管25、第一退耦电感26、压敏电阻器或大功率TVS管27、第二退耦电感28、小功率TVS管29。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本实用新型提供的新型宽频馈电电涌保护器作进一步说明。

实施例1

本实施例中的新型宽频馈电电涌保护器结构如图1所示，由射频浪涌端接头1、射频保护端接头2、产品壳体3、正面微波腔体4、反面雷电腔体5、微波电路板6、雷电电路板7、正反面腔体隔墙8、外壳9组成。产品壳体与两个同轴微带转接头外壳采用一体化设计，也可以采用分体设计如实例2。产品壳体3设计成正反两个腔体，正面腔体是微波腔体4用来装微波电路板6；反面是雷电腔体5用来装雷电电路板7。

微波电路板结构如图3所示，由微带印制板11、高频电容15、第一微波电感19、第二微波电感20、第一穿芯电容21、第二穿芯电容22组成。微波电路板6装在微波腔体4中，实现浪涌端接头内导体12与微带印制板的第一微带线13、第二微带线14、高频电容15、第三微带线16、第四微带线17、保护端接头内导体18依次串联。微波电路板上的第一微波电感19一端接微带印制板11的第二微带线14，另一端穿过外壳的正反面腔体隔墙8后与雷电印制板24上的第一级气放管25一端连接，电感穿过外壳的正反面腔体隔墙8时采用第一穿芯电容21来实现直流对地开路，射频对地短路。

微波电路板6上的第二微波电感20一端接微带印制板的第三微带线16，另一端穿过外壳的正反面腔体隔墙8后与雷电印制板24上的第三级TVS管29一端连接，微波电感穿过外壳的正反面腔体隔墙8时同样采用穿芯电容来实现直流对地开路，射频对地短路。两穿芯电容都采用圆形结构，都以微波电感作为内电极，外电极都接以产品壳体作为地。

本实用新型的考虑到微波由同轴接头到微波腔体、微带印制板之间的传输会带来微波传输的不均匀性。所以将同轴接头设计成同轴微带转接头，同时在微带印制板11上设计了不同的微带线，如第一微带线13、第二微带线14、第三微带线16、第四微带线17。本实用新型将第一微带线13和第二微带线14称为第一组微带线，将第三微带线16、第四微带线17称为第二组微带线。阻抗变化可以是高阻抗到低阻抗，也可以是低阻抗到高阻抗，它们变化的目的就是为了补偿微波传输的不均匀性，提高传输特性，拓展信号传输的频率带宽。

为了保证微波传输的性能和大雷电流的有效泄放，本实用新型的微带印制板采用是双面微波印制板，正面是微波印制线，反面是大面积地与壳体地连接。

雷电电路板结构如图4所示，由雷电印制板24、气放管25、两退耦电感26、28、压敏电阻器或大功率TVS管27、小功率TVS管29组成。雷电电路板7装在雷电腔体5中，雷电支路的第一级气放管25一端与微波板穿过来的第一微波电感19和第一退耦电感26相接，另一端接外壳地。雷电支路的第二级压敏电阻器或大功率TVS管27一端与第一退耦电感26另一端和第二退耦电感28一端相接，另一端接外壳地。雷电支路的第三级小功率TVS管29一端与第二退耦电感28另一端和微波板穿的第二微波电感20相接，另一端接壳体地。本设计中的第二级大功率TVS管27是相对于第三级小功率TVS管29而言。为了实现能量的合理分配，第二级承受的能量要大于第三级承受的能量。根据不同产品的技术要求，其匹配是不同的。

本实用新型的电路原理如图5所示，由于直流、有用信号和雷电的频率不同，再根据各微波器件对不同的频率呈不同的阻抗，来分离不同频率信号的传输路径。

具体的，本实施例包括依次串联的射频浪涌端接头1、微带线13、14、高频电容15、微带线16、17和射频保护端接头2；

与微带线13或14连接的第一微波电感19，第一微波电感19的另一端接R点，R点通过第一穿芯电容21接地，R点还通过气放管25接地；

连接R点和S点的第一退耦电感26；

连接T点和S点的第二退耦电感28；

通过S点接地的压敏电阻器或大功率TVS管27；

与微带线16或17连接的第二微波电感20，第二微波电感20的另一端接T点，T点通过第二穿芯电容22接地，T点还通过小功率TVS管29接地。

其中，气放管25、第一退耦电感26、压敏电阻器或大功率TVS管27、第二退耦电感28和小功率TVS管29构成雷电电路，设置在雷电电路板7上。

微波电路由微带印制板11上的第一微带线13、第二微带线14、高频电容15、第三微带线16、第四微带线17、第一微波电感19、第二微波电感20、第一穿芯电容21、第二穿芯电容22和分布参数等构成了一个带通滤波器。根据有用信号的频率的不同，选择不同的高频电容、微波电感、穿芯电容值，来实现有用信号在带通滤波器中低损耗传输。而雷电信号主要分布在几十千赫以下的频率与有用信号的频率几百千赫以上相差很远，当高频电容对有用信号呈低阻抗时，对雷电信号势必呈高阻抗。所以可以用带通滤波器将来自馈线的雷电信号和有用信号截然分离开来，将有用信号信号设计在带通滤波器通带内，呈现极低的衰减，将雷电信号设计带通滤波器阻带中，呈现极高的衰减，保证了有用信号的有效传输到设备。

雷电电路由第一级气放管25、第一退耦电感26、第二级压敏电阻器或大功率TVS管27、第二退耦电感28、第三级小功率TVS管29组成了雷电的三级防护。当雷电自馈线流经浪涌端接头1，由内导体12加到三级雷电防护电路上时，在能量较低情况下，由第三级小功率TVS管29先启动保护；当再有大点能量时第二退耦电感28上压降升高，加上第三级小功率TVS管29上的压降大于第二级压敏电阻器或大功率TVS管27的启动电压值时，第二级压敏电阻器或大功率TVS管27的启动保护；当再有高能量来时第一退耦电感26上压降升高，当这个电压加上第二级压敏电阻器或大功率TVS管27的压降大于第一级气放管25的启动电压值时，第一级气放管启动，大能量通过第一级气放管25泄放到地。从而大大地提高了保护器的通流耐受能力。不管是大雷电能量，还是小雷电能量，其第三级小功率TVS管29都会启动，第三级小功率TVS管29的残压很低，这样就大大地提高了保护器的保护精度。

直流电路由浪涌端接头内导体12、微带印制板的第一微带线13、第二微带线14、第一微波电感19、第一退耦电感26、第二退耦电感28、第二微波电感20、第三微带线16、第四微带线17和保护端接头内导体18组成。由于高频电容15的功能是通高频阻低频，所以对直流是开路。直流由浪涌端接头内导体12，流经微带印制板的第一微带线13、第二微带线14时，只有通过第一微波电感19。由于第一穿芯电容21、第二穿芯电容22、第一级气放管25、第二级压敏电阻器或大功率TVS管27、第三级小功率TVS管29对直流都是开路。所以自第一微波电感19来的直流，又只有通过第一退耦电感26、第二退耦电感28、第二微波电感20、第三微带线16、第四微带线17和保护端接头内导体18流到设备，直流可以反相传输。本电路可以通过选择防护器件的不同启动电压，来实现不同的馈直流功能。

实施例2

本实施例中的的新型宽频馈电电涌保护器结构如图2所示，由射频浪涌端接头1、射频保护端接头2、产品壳体3、正面微波腔体4、反面雷电腔体5、微波电路板6、雷电电路板7、正反面腔体隔墙8、盖板10组成。产品壳体与两个同轴微带转接头采用分体设计。两个同轴微带转接头1、2与产品壳体3的连接A、B可以采用过盈配合压接或螺纹连接。两个同轴微带转接头1、2按相关标准设计，可以是N、TNC、BNC、L16、SMA、DIN7/16等各种射频连接器。产品壳体3的外形可以圆形或方形。产品壳体3的内腔设计成正反两个腔体，正面腔体是微波腔体4用来装微波电路板6；反面是雷电腔体5用来装雷电电路板7。

Claims (4)

1、宽频馈电电涌保护器，包括射频浪涌端接头(1)、射频保护端接头(2)、产品壳体(3)，其特征在于，在产品壳体(3)内设置有微波腔体(4)和雷电腔体(5)，微波腔体(4)内设置微波电路板(6)，雷电腔体(5)内设置雷电电路板(7)，微波腔体(4)和雷电腔体(5)之间由腔体隔墙(8)隔离。

2、如权利要求1所述的宽频馈电电涌保护器，其特征在于，所述微波电路板(6)上设置有阻抗不等的微带线。

3、如权利要求1所述的宽频馈电电涌保护器，其特征在于，具体电路结构包括：

依次串联的射频浪涌端接头(1)、微带线(13、14)、高频电容(15)、微带线(16、17)和射频保护端接头(2)；

与微带线(13)或(14)连接的第一微波电感(19)，第一微波电感(19)的另一端接R点，R点通过第一穿芯电容(21)接地，R点还通过气放管(25)接地；

连接R点和S点的第一退耦电感(26)；

连接T点和S点的第二退耦电感(28)；

通过S点接地的压敏电阻器或大功率TVS管(27)；

与微带线(16)或(17)连接的第二微波电感(20)，第二微波电感(20)的另一端接T点，T点通过第二穿芯电容(22)接地，T点还通过小功率TVS管(29)接地。

其中，气放管(25)、第一退耦电感(26)、压敏电阻器或大功率TVS管(27)、第二退耦电感(28)和小功率TVS管29构成雷电电路，设置在雷电电路板(7)上。

4、如权利要求1所述的宽频馈电电涌保护器，其特征在于，射频浪涌端接头(1)、射频保护端接头(2)、第一微带线(13)、第二微带线(14)、高频电容(15)、第三微带线(16)、第四微带线(17)、第一微波电感(19)、第二微波电感(20)、第一穿芯电容(21)和第二穿芯电容(22)构成微波电路，设置在微波电路板(6)上，第一穿芯电容(21)和第二穿芯电容(22)穿过隔墙接地。

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