[发明专利]无阻塞功率耦合器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及传递高频信号和AC功率信号的耦合器。

背景技术

在有线电视系统中，音频、视频和数据在两个方向(下行和上行)上、通过同轴线缆网络被分发到订户或从订户收集。同时，可以通过同轴线缆馈送交流(“AC”)(通常在50或60Hz)功率，用来对中继线路(trunk line)放大器供电。在网络的主要同轴线路上连接的多分路盒(multi tap box)允许大部分RF信号穿过，同时，在其端口之一处，一小部分RF信号被分路(tap)并路由到订户。多分路盒通常装配有一个主要线路输入、一个主要线路输出和两个或更多个分路端口。

由于CATV(有线电视)网络通过同轴网络被连接到很多订户，因此应该将很多分路连接到主要线路。显而易见，通过多分路盒的主要线路的低损耗对于网络是至关重要的。同时，频率响应应该尽可能地平坦，即，尽可能对频率不敏感。多分路设备的主要线路上的任意损耗都会根据线路上的多个分路的数目而倍增。工作频率范围上的总损耗应该小到一分贝的若干分之一，否则将导致服务恶化。随着所使用的分路数目的增长，损耗(其导致非平坦响应)越高，数据速率越低，从而服务质量下降。

历史上，多分路设计者努力很多年以使损耗最小化并提高频率响应的平坦度。在多分路盒内，在主要线路输入端口处，通常使用RF阻塞器(RF chock)和电容器来分离宽带RF信号与AC功率信号。在主要线路输出端口，同样的布置被用于重新组合宽带RF信号和AC功率信号。

图1示出一般现有技术的5到1000MHz遗留(legacy)多分路设备的框图。组合的RF信号和AC功率被经由主要线路IN连接器1从主要线路同轴分布线缆提供到多分路设备。在多分路设备中，RF功率阻塞器3经由主要线路输出连接器2将AC功率旁路到主要线路分布线缆。RF阻塞器3被非常仔细地设计，以对RF信号提供相对较大的阻抗并对AC功率提供低的阻抗和损耗。AC功率没有穿过其他组件，因此只有RF信号穿过多分路设备的其他组件。大约5到1000MHz的信号从主要线路IN连接器1通过电容器4、方向性耦合器5和电容器6流到主要线路输出连接器2。高压电容器4、6防止AC功率穿过方向性耦合器5，并且通常被选为对RF信号提供相对较低的阻抗和低损耗，并对AC功率提供高阻抗。RF阻塞器3和电容器4、6都被仔细地选择，以对流过耦合器5的RF信号提供低的哼声调制(hum modulation)。

提供到主要线路IN连接器1的RF信号穿过电容器4到达方向性耦合器5的输入端，该方向性耦合器5将RF信号分成两部分。一部分RF信号通过电容器6流到主要线路输出连接器2。第二部分7通常是一小部分RF信号，这部分RF信号流到遗留频率5到1000MHz分割部件8，该分割部件8将信号分发到分路端口9、10、11、12和订户引出线路(drop line)上。信号分割部件8通常由两路分割级联分层结构构成(未示出)，该结构产生用于2、4或8(等等)个订户分路端口的信号。部件8被示为具有四个分路端口，但是其可以具有2、4或8个端口等等。

图2示出一般现有技术的宽带多分路设备框图。组合的RF信号和AC功率被从主要线路同轴分布线缆经由主要线路IN连接器13提供到多分路设备。双工器(diplexer)21将信号分成低频和高频两部分。低频部分将5到1000MHz通过电容器15、耦合器16和电容器17以及双工器22的低部分(low portion)传递到主要线路Out连接器20。AC电流流过RF阻塞器14，该RF阻塞器14旁路电容器15、17和耦合器16。RF阻塞器14被非常仔细地设计，以对遗留RF信号5到1000MHz提供相对较大的阻抗并对AC功率提供低阻抗和损耗。AC功率没有穿过其他组件，因此只有RF信号穿过该多分路设备的其他组件。这种布置与图1所述的遗留多分路设备类似。

主要线路信号的高频1000到3000MHz超高频带(ultraband)频率范围通过第一双工器21的高部分(high portion)、耦合器19以及第二双工器22的高部分而从连接器13传递到连接器20。双工器21和22的高通部分包括阻挡AC电压的高压电容器，因此不需要额外的电容器。