[发明专利]超宽带组件系统和方法

说明书

本申请要求2008年4月4日提交的发明人为Mruz，发明名称为“超宽带组件系统和方法”的美国专利申请号12/080,646的优先权并且是该专利申请的部分继续申请，该专利申请的公开通过引用被全部并入本文。

技术领域

本发明的一些实施例通常涉及电路。具体地，本发明涉及具有低插入损耗的提供宽范围操作频率的超宽带组件系统和方法。在一些实施例中，本发明涉及用在超宽带组件系统和方法中的线圈托架。

背景技术

随着多媒体技术的发展，越来越需要构造能够以高速提供传输、并适应大量信息的光通信网络。也需要提供成本降低且在长距离上的传输。已经研发或正在研发能提供在10Gb/s到超过40Gb/s之间的高传输速率的各种常规系统。

为了适应这样的高传输速度，已经研发了具有设置在发射机-接收机上的偏置电源（bias-tee）（也被称为“bias-T”）组件的电路。常规的偏置电源电路实际上是以复用器的形式，该复用器具有被布置成“T”形状的三个端口和具有范围从低于30KHz到至少40GHz的频率，所述频率水平地穿过T元件，并与低得多的频率组合，所述低得多的频率包括来自底部路径的用于偏置和/或调节晶体管、二极管和无源电路的DC。该电路简单地由一个电容器和一个线圈构成，此外还需注意其细节。

在常规系统中，T元件的水平条的构建基于具有充当电介质的低损耗非导电材料（包括气体）的传输线的很多种形式中的一种或多种。在一个点处，从传输线导体切去一个小薄片。由此，电容器被形成，且低频被阻挡。这种电容器具有一个优点，它对较高频率几乎是无形的（invisible）。为了使一般为几兆赫和更低的频率通过，必须增加电容。一种超宽带电容器（例如由美国技术陶瓷公司制造，并在Mruz的共同拥有的美国专利号7,248,458（其公开通过引用被全部并入本文）中公开的545L型电容器）可被配置来完成这个任务，而对原来的直通线的插入损耗和返回损耗特性不添加明显的干扰。

由具有空气芯、电介质芯、铁氧体芯或铁粉芯的细线制成的小线圈将电容器的侧面之一的内部导体与通往T元件的外部导体中的端口连接。高于大约16KHz的频率在小端处击中线圈。由于当绕组沿着芯的锥形长度前进时，线圈的直径增加，它的共振分布在T元件的整个频率范围上，使它的电感电抗特性随着频率均匀改变（vary uniformly）。这导致线圈的电感的实质上无共振地（resonance-free）增加，反过来（in-turn），又随着频率增加而造成来自传输线的RF泄漏的线性减少。由于尺寸约束，这种类型的单层锥形线圈不能被制造成有足够的电感来足以防止在非常低的频率处出现的RF泄漏。因此，常规系统采用具有明显更大的电感的第二线圈，以将第二线圈在第一锥形线圈的大端处开始与第一锥形线圈串联地放置。

任何可能从较大的线圈以及从这两个串联的线圈之间的交互作用所产生的共振，被跨越该较大的线圈而放置并分别与这两个线圈串联的两个电阻器所抑制。

常规偏置电源组件通常用来偏置光电二极管（真空和固态）、微通道板探测器、晶体管和三极管。这阻止高频能量泄漏到公共电源轨上，并阻止来自电源的噪声泄漏到信号线上。

当在宽范围的操作频率上操作时，使用偏置电源组件的常规系统遭受高的不稳定的插入损耗（即，传输信号功率的降低）。因此，需要这样的系统，其能够在宽范围的频率中运行并具有低的和性能良好的插入损耗。

发明内容

在一些实施例中，本发明涉及电路中的超宽带组件，该电路具有带有导电微带线的电路板。该超宽带组件包括具有外表面、远端和近端的非导电锥形芯。远端比近端大。该超宽带组件包括具有近端和远端并绕非导电锥形芯的至少一部分的卷绕的导电线。导电线的近端远离非导电锥形芯的近端延伸，并被导电地耦合到电路板的微带线。导电线的远端远离非导电锥形芯的远端延伸。导电线与非导电锥形芯的外表面的至少一部分接触。该超宽带组件包括被耦合到非导电锥形芯的支承托架。托架包括基座部分和芯连接部分。基座部分被导电地耦合到电路板。芯连接部分被耦合到非导电锥形芯的远端，并且还被导电地耦合到导电线的远端。当被耦合到非导电锥形芯时，支承托架被配置成将非导电锥形芯布置成与电路板成预定角度。