TWM470363U - 電纜組件及其訊號傳輸系統 - Google Patents

Description

電纜組件及其訊號傳輸系統

本創作提供一種電纜組件，特別是關於一種可調式之匹配電纜組件及其訊號傳輸系統。

在資訊傳輸蓬勃發展的環境下，通訊傳輸技術的要求更隨著使用者的需求日益進步，而其中在射頻、微波的訊號傳輸上更是需要具有較高的傳輸品質。

一般來說，微波系統多半採用差動信號進行傳輸，故用以傳輸訊號的兩電纜需要高精度的相位匹配。換言之，兩電纜所傳輸之訊號的相位誤差需在一定的範圍之內。因此每一組的電纜組件內的電纜需要依照所需訂製的規格下而具有一定電氣長度(Electrical length)。因此，在要求相位匹配的電纜組件應用上，理想的情況是，在該組電組件纜中的每根電纜必須與其他電纜具有相同或相近的電氣長度。

請參照圖1，圖1是傳統電纜組件的立體示意圖。如圖1所示，傳統電纜組件9包括第一電纜91與第二電纜92，第一電纜91的兩端具有兩固定接頭9101與9102，同樣地，第二電纜92的兩端具有兩固定接頭9201與9202。第一電纜91與92須具有相同或相近的電氣長度，以使得於第一電纜91與第二電纜92傳輸的訊號具有不大的相位誤差，才能形成正確的差動訊號。

然而在實際應用上，電氣長度雖然與實際長度有關，但相同實際長度下的各電纜之間的電氣長度仍存在其誤差值。因此在製 造電纜組件時，必須先大量地製造出多條的電纜。接著，在挑選的過程中，重複地自該些電纜中挑出兩條電纜予以測試，並根據測試的結果挑選出電氣長度誤差值於定值範圍內的兩條電纜來做為電纜組件。此種做法隨著微波、射頻裝置或系統所要求之電纜之長度的增加，而會使得在製造大量的電纜的製造成本更為昂貴。總而言之，在傳統上，匹配電纜組件的製作方式需耗費大量的成本以及挑選測試的時間。

本創作實施例在於提供一種電纜組件，包括第一電纜以及第二電纜。第一電纜兩端具有兩個接頭，用以傳輸第一訊號，第二電纜兩端具有兩個接頭，用以傳輸第二訊號。第一訊號與第二訊號形成差動訊號，且該些接頭的其中至少一個為調整接頭。調整接頭用以調整第一電纜或第二電纜的電氣長度(Electrical length)進而控制第一訊號與第二訊號的相位誤差。

本創作實施例在於提供一種訊號傳輸系統，此訊號傳輸系統包括電纜組件以及訊號傳輸系統本體，其中電纜組件連接於訊號傳輸系統本體，且電纜組件為上述的電纜組件，其中訊號傳輸系統本體提供輸出第一訊號與第二訊號。

綜上所述，電纜組件製造者可以透過調整本創作中之第一或第二電纜一端的調整接頭，來調整第一或第二電纜之間的電氣長度。本創作不像傳統作法於生產匹配電纜組件時須先做出大量且實際長度相近的電纜並從大量的電纜中挑選兩條電氣長度誤差值小於一定值範圍內的電纜作為匹配電纜組件，因此本創作可以有效解決在製造上原本所需耗費的成本、時間以及測試的人力。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。

9‧‧‧傳統電纜組件

1、61‧‧‧匹配電纜組件

11、611、91‧‧‧第一電纜

12、612、92‧‧‧第二電纜

111、121、6111、6121‧‧‧包覆層

1101、1201、1202、6101、6201、9101、9102、9201、9202‧‧‧固定 接頭

13、613、614、615、616‧‧‧調整接頭

131‧‧‧槽座

1311‧‧‧凹槽

132‧‧‧調整部

1321‧‧‧調整元件

13211‧‧‧調整空間

1322‧‧‧圓環

1323‧‧‧訊號連接埠

13231‧‧‧訊號傳輸針

133‧‧‧導電軸心棒體

1312、1324‧‧‧螺旋紋

301‧‧‧固定軸套

SIN_I1‧‧‧第一理想訊號

SIN_I2‧‧‧第二理想訊號

SIN_IDIF‧‧‧理想差動訊號

SIN_NI1‧‧‧第一非理想訊號

SIN_NI2‧‧‧第二非理想訊號

SIN_NIDIF‧‧‧非理想差動訊號

5‧‧‧訊號傳輸系統

50‧‧‧訊號傳輸系統本體

51、52‧‧‧連接單元

56、57、58、59‧‧‧連接器

圖1是傳統電纜組件的立體示意圖。

圖2為本創作實施例之可調式匹配電纜組件的立體示意圖。

圖3為本創作之可調式匹配電纜組件之第一電纜與第二電纜所傳輸之理想訊號與非理想訊號的差動訊號示意圖。

圖4A與圖4B為本創作實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭於不同視角下的立體示意圖。

圖5為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭的立體示意圖。

圖6為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭的立體示意圖。

圖7A為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之立體示意圖。

圖7B為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之立體示意圖。

圖8為本創作實施例之可調式匹配電纜組件之固定軸套的剖面示意圖。

圖9為本創作實施例之使用可調式匹配電纜組件之訊號傳輸系統示意圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「或」視實際情況可能包括相關聯之列出項目中之任一者或者多者之所有組合。

〔可調式匹配電纜組件之多個實施例〕

請參閱圖2，圖2為本創作實施例之可調式匹配電纜組件的立體示意圖。本創作提出一種可調式匹配電纜組件1。可調式匹配電纜組件1包括第一電纜11、第二電纜12。第一電纜11的兩端具有調整接頭13以及固定接頭1101，第二電纜的兩端具有兩個固定接頭1201、1202。

第一電纜11與第二電纜12分別具有中心導體線以及包覆中心導體線的包覆層111與121。第一電纜11與第二電纜12的中心導體線可為銅、鐵、金以及銀等導體金屬材料製成。在本實施例中，包覆層111以聚乙烯(PE)所製成的熱縮管材質作為實施方式，然而包覆層111亦可由橡膠、樹膠或矽膠等絕緣材質所製成，本創作實施例僅以此做為說明，並不以此做為限制。第一電纜11之中心導體線的一端電性連接於固定接頭1101，另一端電性連接於調整接頭13。第二電纜12之中心導體線的兩端分別連接於固定接頭1201、1202。

第一電纜11與第二電纜12分別用以傳輸第一訊號與第二訊號，其中第一訊號與第二訊號用以形成差動訊號。對於高頻率的第一訊號與第二訊號而言，其之間的相位誤差需要落於一個極小的定值範圍，以確保其所形成的差動訊號之正確性。因此，第一電纜11與第二電纜12的電氣長度需要相同或相近。調整接頭13可以調整第一電纜11的電氣長度，以使第一電纜11的電氣長度相同或相近於第二電纜12的電氣長度。

接著，請同時參閱圖2以及圖3，圖3為本創作之可調式匹配電纜組件之第一電纜與第二電纜所傳輸之之理想訊號與非理想訊號的差動訊號示意圖。第一理想訊號SIN_I1為第一電纜11所傳輸之理想訊號波形，第二理想訊號SIN_I2為第二電纜12所傳輸之理想訊號波形，差動訊號SIN_IDIF為第一理想訊號SIN_I1與第二理想訊號SIN_I2所產生之差動訊號。第一非理想訊號SIN_NI1為第一電纜11所傳輸之非理想訊號波形，第二理想訊號SIN_NI2為第二電纜12所傳輸之非理想訊號波形，差動訊號SIN_NIDIF為第一非理想訊號SIN_NI1與第二非理想訊號SIN_NI2所產生之差動訊號。

如先前技術所述，在傳統上的匹配電纜組件之實際物理長度相同的兩條電纜，其兩電纜的電氣長度都不盡相同。然而，若第一電纜11與第二電纜12的電氣長度不同，則會使得第一非理想訊號SIN_NI1由第一電纜11與第二電纜12的一端到達另一端的時間不同於第二訊號SIN_NI2由第二電纜12的一端到達另一端的時間，導致形成的差動訊號SIN_NIDIF並不正確(亦即理想差動訊號SIN_IDIF與非理想訊號SIN_NIDIF的相位誤差)。因此，在本創作實施例中，藉由調整接頭13可以調整第一電纜11的電氣長度，以使第一電纜11的電氣長度相同或相近於第二電纜12的電氣長度。如此，第一訊號與第二訊號的相位誤差可以被控制於特定範圍內，以形成正確的差動訊號(如同理想動差訊號SIN_IDIF)。

值得注意的是，本創作並不限制調整接頭13的數量，且也未限制第一電纜11的一端具有調整接頭13，在其他實施例中，第二電纜12的一端亦可以具有調整接頭13。換句話說，調整接頭13可以任意設置於第一電纜11與第二電纜12之兩端或的至少其中一端，在僅以調整接頭13設置於第一電纜11的一端作為說明，但本創作並不以此做為限制。另外，第一電纜11與第二電纜12可以是65GHz精密電纜、50GHz精密電纜、40GHz精密電纜、 26GHz精密電纜、20GHz精密電纜、高頻低損穩相精密電纜、鎧裝護套電纜、高功率電纜等等。總而言之，第一電纜11與第二電纜12的類型並非用以限制本創作。

請同時參閱圖4A以及圖4B，圖4A與圖4B為本創作實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭於不同視角下的立體示意圖。圖4A以及4B所述之調整接頭為圖2調整接頭13的詳細示意圖。調整接頭13包括槽座131、導電軸心棒體133以及調整部132。槽座131為空心柱體，並且具有開口於槽座131的一端與對應所述開口的凹槽1311。導電軸心棒體133位於空心柱體的槽座131之軸心位置，且貫穿槽座131之底座，導電軸心棒體133電性連接於第一電纜13之中心導體線。

調整部132之內部具有調整元件1321、圓環1322以及訊號連接埠1323。調整部132之部分主體用以置入槽座131之凹槽1311，調整部132之部分主體外壁接觸於該凹槽1311並與槽座131密合。

調整元件1321位於調整部132的一端，且對應於置入槽座131之凹槽1311。調整元件1321為導電材料所製成，其具有調整空間13211。調整空間13211用以容置至少一部分的導電軸心棒體133，且導電軸心棒體133接觸於調整元件1321之內壁。第一電纜11的電氣長度可以透過導電軸心棒體133與調整元件1321接觸的位置而調整。換句話說，調整部132透過調整元件1321的調整空間13211與導電軸心棒體133接觸，電性連接於第一電纜11的中心導體線。調整元件1321可為銅、金、鐵等導電金屬所製成。訊號連接埠1323位於調整部132之另一端，其用以連接至射頻、微波裝置或系統之連接埠上。訊號連接埠1323具有訊號傳輸針13231，訊號傳輸針13231電性連接於調整元件1321。

請參閱圖5，圖5為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭的立體示意圖。圖5與圖4A或圖4B之實施例的差異在於，圖5的槽座131其中一端挖空形成空心柱體的凹槽1311， 凹槽1311內壁具有螺旋紋1312。而調整部132之部分主體用以置入槽座131之凹槽1311，調整部132之部分主體外壁具有對應螺旋紋1312的螺旋紋1324，部分主體外壁所具有的螺旋紋1324係用以旋入該凹槽1311並與槽座131密合。

值得一提的是，本創作亦可以於凹槽1311內部與調整部132之部分主體外壁設置其他如直條紋，其用以做為槽座131與調整部132固定之用，然而本創作僅以此做為說明，並不以此作法為限制。

請再參閱圖6，圖6為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之調整接頭的立體示意圖。圖6與圖4A或圖4B之實施例的差異在於，圖6的槽座131為三角柱體，且其中一端挖空形成空心三角柱體的凹槽1311，而調整部132之用以置入槽座131之凹槽1311的部分主體亦同樣為三角柱體，用以置入槽座131所挖空形成的空心三角柱體的凹槽131。

值得一提的是，本創作之槽座131與調整部132之用以置入槽座131之凹槽1311亦可以為四角柱體、五角柱體等多角柱體，其用以作為槽座131與調整部132固定之用，本創作僅以此做為說明，不以此做為限制。

請參閱圖7A，圖7A為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之立體示意圖。可調式匹配電纜組件61包括第一電纜611與第二電纜612。第一電纜611的兩端具有調整接頭613以及固定接頭6101，第二電纜的兩端同樣具有個調整接頭614以及固定接頭6201。

圖7A的實施例與圖2的實施例之差異在於，圖7A的第一電纜611與第二電纜612同時各具有調整接頭613與614。因此，本創作實施例亦可應用於使用多電纜的可調式匹配電纜組件的射頻、微波系統中。每一條電纜(第一電纜611與第二電纜612)都可以透過調整接頭613與614調整自身的電氣長度，以達到系統所 要求的相位誤差。舉例來說，在特殊的微波系統中，微波系統會有第一電纜611上的第一訊號到達第一電纜611之一端的時間與第二電纜612上的第二訊號到達第二電纜612之一端的時間須相差約10ps的要求，故可透過調整接頭613與614調整第一電纜611與第二電纜612的電氣長度以達到上述要求。

請參閱圖7B，圖7B為本創作另一實施例之可調式匹配電纜組件之立體示意圖。可調式匹配電纜組件62包括第一電纜611與第二電纜612。第一電纜611的兩端具有調整接頭613與615，且第二電纜的兩端同樣具有調整接頭614與616。

圖7B的實施例與圖2的實施例之差異在於，圖7B的第一電纜611與第二電纜612的兩端都同時具有調整接頭613、615以及614、616。

在微波系統中，有時候系統裝置所安裝的位置並不易隨時做測量調整的動作。因此，透過電纜連接裝置的兩端設置調整接頭的方式，使用者可隨時依照射頻、微波系統變動之需求，於較容易測量調整的一端作調整的動作。抑或電纜兩端所連接的裝置有距離，使用者可就較近的電纜端點做調整。值得一提的是，不必像傳統的接頭必須整組匹配電纜拆掉或換掉，僅需要透過調整接頭613、615以及614、616做調整，增加使用上的方便性。

請參閱圖8，圖8為本創作實施例之可調式匹配電纜組件之固定軸套的剖面示意圖。在將第一電纜111的電氣長度調整好後，若不需要再變更第一電纜111的電氣長度，則可以使用固定軸套301將調整接頭13進行封裝。於圖8中，圓環1322位置介於調整元件1321與訊號連接埠1323中間。圓環1322係用以讓固定軸套301固定調整部132與槽座131所調整之位置。固定軸套301可以可拆解或黏死的方式實施，且固定軸套301可以是橡膠、矽膠等材質所製成。另外，針對上述實施例的其他調整接頭，在調整完對應之電纜的電氣長度後，亦可以上述方式對調整接頭進行封裝。

〔使用可調式匹配電纜組件之訊號傳輸系統的實施例〕

請參閱圖9，圖9為本創作實施例之使用可調式匹配電纜組件之訊號傳輸系統示意圖。訊號傳輸系統5包括可調式匹配電纜組件1以及訊號傳輸系統本體50。可調式匹配電纜組件1連接於訊號傳輸系統本體50。其中可調式匹配電纜組件1可以為本發明實施例中之各種可調式匹配電纜組件或基於上述實施例之教導所修改的各種可調式匹配電纜組件。訊號傳輸系統本體50提供輸出第一訊號與第二訊號，第一訊號與第二訊號分別透過可調式匹配電纜組件1之第一電纜11與第二電纜12分別傳輸至連接器56~59。其中訊號傳輸系統5可以為相控陣雷達系統、ECM系統、微波高度測量系統以及基站通信系統，亦或一般閉路電視(CATV)、共用天線系統(MATV)以及射頻監視器等等。以及所述連接器56~59可為同軸耦合器、同軸功分器、適配器等等。

在本實施例所述之訊號傳輸系統5中，第一電纜11與第二電纜12需要等效的電氣長度(圖示僅以雙電纜作為說例，並不以此做為限制)，其匹配的條件通常限制於相位匹配精度所對應之第一訊號與第二訊號分別到達的時間差約在2ps。因此，透過可調式匹配電纜組件可以使得第一電纜11與第二電纜12分別所傳輸之第一訊號與第二訊號調整至滿足訊號傳輸系統5所需匹配條件。

〔本創作可能之功效〕

綜合上所述，根據本創作所提出之實施例，藉由調整接頭可以直接調整匹配電纜組件的各電纜的電氣長度。在製作上有別於傳統方法於生產相位匹配電纜時須先做出大量且實際長度相近的電纜線段，然後從該大量的電纜線段中再挑選兩條電氣長度誤差值小於一定值的電纜線段作為匹配用的電纜組件。因此可以有效解決傳統在製造上原本所需耗費的成本、時間以及測試的人力。

另一方面，在系統操作上，使用者亦可以藉由調整接頭隨時依照特殊的射頻、微波系統所需的相位調整電纜的電氣長度，使匹 配電纜組件內的電纜上的訊號具有一定的相位差值。值得一提的是，藉由本創作所提出之可調式匹配電纜組件，使用者能夠更靈活操作射頻、微波系統，以藉此提供系統使用時的穩定性、準確性與操控性。

以上所述，僅為本創作最佳之具體實施例，惟本創作之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

1‧‧‧匹配電纜組件

11‧‧‧第一電纜

13‧‧‧調整接頭

1101‧‧‧固定接頭

12‧‧‧第二電纜

1201、1202‧‧‧固定接頭

111、121‧‧‧包覆層

Claims (12)

1. 一種電纜組件，包括：一第一電纜，其兩端具有兩個接頭，用以傳輸一第一訊號；以及一第二電纜，其兩端具有兩個接頭，用以傳輸一第二訊號；其中該第一訊號與該第二訊號形成一差動訊號，且該些接頭的其中至少一個為一調整接頭，該調整接頭用以調整該第一電纜或該第二電纜的一電氣長度(Electrical length)進而控制該第一訊號與該第二訊號之間的一相位誤差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電纜組件，其中該些調整接頭包括：一槽座，該槽座為空心柱體，具有一開口於該槽座的一端與對應該開口的一凹槽；一導電軸心棒體，電性連接該第一電纜或該第二電纜；以及一調整部，其外壁接觸於該凹槽，該調整部具有一調整元件，該調整元件用以容置至少一部分的該導電軸心棒體，且該導電軸心棒體接觸於該調整元件之內壁。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電纜組件，其中該電氣長度係由透過該導電軸心棒體與該調整元件接觸的位置所調整。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電纜組件，其中該調整接頭更包括至少一固定軸套，該固定軸套設置於該槽座與該調整部連接處，用以固定該軸心棒體與該調整元件接觸的位置。
5. 如申請專利範圍第2、3或4項所述之電纜組件，其中該槽座之該凹槽具有一第一螺旋紋。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電纜組件，其中該調整部之外壁具有對應該第一螺旋紋的一第二螺旋紋，用以藉此讓該調整部旋入該槽座之該凹槽。
7. 如申請專利範圍第2、3或4項所述之電纜組件，其中該槽座之該凹槽為一多角柱形狀。
8. 如申請專利範圍第5項所述之電纜組件，其中該導電軸心棒體為圓柱狀。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電纜組件，其中該第一電纜與該第二電纜具有一中心導體線。
10. 如申請專利範圍第4項所述之電纜組件，其中該固定軸套為絕緣材質所製成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電纜組件，更包括一第三電纜，其兩端具有兩個接頭，用以傳輸一第三訊號。
12. 一種訊號傳輸系統，包括：如申請專利範圍第1至11項所述其中之一的該電纜組件；以及一訊號傳輸系統本體，提供輸出該第一訊號與該第二訊號。