[发明专利]用于数据通信的电感耦合器装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信，特别涉及具有普通配电系统的位置之间的电力线通信(PLC)。

背景技术

如同公知的宽带电力线(BPL)，PLC是一种通过现有的电力线，例如传输电流的导线，以高频完成数据传输的技术。电流通常在50-60赫兹(Hz)的频率范围通过电力线传输。在低压线上，电流与90至600伏的电压一起传输，在中压线上，电流与2400至3500伏的电压一起传输。数据信号的频率大于或等于1兆赫兹(MHz)，数据信号的电压从1伏到十几伏。数据通信可以采用不同的调制方案，例如调幅、调频、脉冲调制或扩频调制。

PLC技术的一种基本元件是电感耦合器(inductive coupler)，所述电感耦合器用于耦合传送至和来自电力线的PLC信号。电感耦合器有效地减小了电力线的射频(RF)阻抗。

由于电流只能流过闭合电路或环路，导线上从一点流向另一点的信号电流必须具有“回路”以闭合环路。当需要在每个位置都具有电感耦合器的两个位置之间进行电力线通信时，可以减小射频回路阻抗。在电力线技术中，使用单一导体，例如导线，回路阻抗包括两个位置之间导线的阻抗，加上回路中所有其他阻抗的总和。回路中的阻抗相对于导线自身的固有阻抗(inherent impedance)可以很高，所述回路中的阻抗包括帮助完成回路的分流装置的射频阻抗。高射频阻抗减小了由电感耦合器感应的信号电流的大小，因此增加两个位置之间的信号衰减。

发明内容

提供了一种利用多个平行的导线而减小衰减的通信路径。这个系统的第一实施例包括(a)用于耦合在所述第一电感耦合器的一个端口和多个电气平行导线的第一子集之间的数据信号的第一电感耦合器，以及(b)用于耦合在所述第二电感耦合器的一个端口和所述多个电气平行导线的第二子集之间的数据信号的第二电感耦合器。

这个系统的另一个实施例包括安装在第一导线上的第一电感耦合器，用于耦合在所述第一电感耦合器的一个端口和所述第一导线之间的数据信号，以及安装在所述第一导线上的第二电感耦合器，用于耦合在所述第二电感耦合器的一个端口和所述第一导线之间的数据信号，所述第一导线与第二导线电气平行，所述第二导线上既没有安装第一电感耦合器也没有安装第二电感耦合器。

还提供了设置这种系统的一种方法。一方面，该方法包括(a)在多个电气平行导线的第一子集上安装第一电感耦合器，用于耦合在所述第一电感耦合器的一个端口和所述第一子集之间的数据信号，以及(b)在多个电气平行导线的第二子集上安装第二电感耦合器，用于耦合在所述第二电感耦合器的一个端口和所述第二子集之间的数据信号。

另一方面，该方法包括在第一导线上安装第一电感耦合器，用于耦合在所述第一电感耦合器的一个端口和所述第一导线之间的数据信号；以及在所述第一导线上安装第二电感耦合器，用于耦合在所述第二电感耦合器的一个端口和所述第一导线之间的数据信号，所述第一导线与第二导线电气平行，所述第二导线上既没有安装第一电感耦合器也没有安装第二电感耦合器。

附图说明

图1是建筑物中安装有电感耦合器的用于数据通信的电路图；

图2是安装在多根平行导线之一上的电感耦合器的示意图；

图3是图1的一部分的示意图；

图4A-4B是表示图1的电路的多种变化的示意图；

图5A-5D是表示图1的电路的其他变化的示意图；

图6是在高层建筑物中两部份上升组(two-segment riser set)的示意图；

图7是利用单根中性线进行数据通信的单端传输线的装置示意图。

具体实施方式

本发明提供了用于在两根或多根相互电性并联的导线上RF通信的系统和方法。这种设置在电力传输线，例如中压和高压的高空和地下线中，以及在多单元住宅和高层建筑物的配电系统中是普遍的，所述设置用于增加电流传输能力。并联导线可以用作单相、中性或接地电路。

通过现有的电力线，通信信号可以在通信设备之间传输，所述通信设备位于结构或结构组中分离的位置，所述现有的电力线通向所述结构或结构组。并联电力线作为射频信号的低衰减路径。这里描述的系统和方法使得通信信号在通信装置(例如调制解调器)之间传送，所述通信装置分隔地位于不同的区域或建筑物楼层。

图1建筑物中的电路图。配电电路100将电力分配到建筑物(未示出)中的多个位置。通过相线101a、101b和101c并且通过中性线101d将电力分配到电路100。相线101a-101c和中性线101d可以由成束导线制成。