[发明专利]无电极等离子体灯、传输线和射频系统

说明书

披露了无电极等离子体灯、传输线和射频系统。披露了一种用于在第一端子与第二端子之间传送射频(RF)信号的传输线。该传输线包括内部导体、中间导体和外部导体。该内部导体包括一定长度的导电材料，该导电材料具有用于与该第一端子电连接的第一端、以及用于与该第二端子电连接的第二端。该中间导体绕该内部导体的长度的至少一部分并且电连接到源的电接地。该外部导体绕该中间导体的长度的至少一部分并且电连接到负载的电接地。

技术领域

本申请涉及无电极等离子体灯、传输线以及包括传输线的射频系统。

背景技术

无电极等离子体灯是一种照明装置，其中电场或磁场将产生光所需的功率从灯外部传递到灯内部的气体。例如，可以将射频信号传输到灯中以激发透明或半透明灯泡内的等离子体。与荧光灯和其他常规照明装置相比，无电极等离子体灯可以具有相对较长的灯寿命和较高的能量效率。射频信号可以经由传输线从射频信号源传输到灯。

常规传输线包括同轴电缆、微带线、带线和共面波导等，并且包括由气隙或电介质材料分隔开的信号导体和接地导体。这种结构有助于限制传输线附近的高频信号，并且减少或最小化了对外部环境的损耗。在同轴电缆中，信号导体是内部导体，并且接地导体是可以绕该内部导体的外部导体。

图1示出了连接源120和负载130的传输线110的电路图100。图1中的源120产生信号V_S并且具有内部阻抗Z_S，传输线具有阻抗Z₀并且负载具有阻抗Z_L。图2示出了常规设计200，其中传输线210是连接源220和负载230的同轴电缆。该同轴电缆包括内部导体214和外部导体212。外部导体212e从源220一直延伸到负载230，并且与该源的电接地和负载的电接地电接触。内部导体从源一直延伸到负载，并且与该源的射频(RF)驱动器224的信号端子和电阻性负载234的信号端子电接触。RF驱动器224可以经由源的放大器226向同轴电缆的内部导体214传输RF信号。

与内部导体(其是信号承载元件)相比，外部导体的机械尺寸相对较大，并且因此外部导体将通常具有高热导率。然而，传输线的高热导率会引起源与负载之间发生不期望的热量和噪声传播的问题。例如，在高频无电极高强度放电(HID)系统的应用中，光转换模块将高频能量转换为光和热能。同时，过量的热量会通过接地结构传播，又回来影响高频源，对射频源中的电气部件(有时称为RF驱动器)加热，并且从而对RF驱动器的性能产生负面影响。进一步的高温或高电气干扰(例如，来自雷暴的电涌)可以由外部导体俘获并传输回RF驱动器，从而对RF驱动器造成损害。

发明内容

本披露内容提出了一种传输线，该传输线包括内部导体、中间导体和外部导体。该内部导体将源和负载电连接。该中间导体围绕该内部导体并且电连接到该源的电接地。该外部导体围绕该中间导体并且电连接到该负载的电接地。以这种方式，由该RF源传播到该内部导体中的射频信号可以由该中间导体和/或该外部导体限制在该传输线内。然而，由于该中间导体不直接连接到该负载，因此热能不直接从该负载传导回该RF源。此外，当该外部导体围绕该中间导体时，该中间导体以及因此该RF源被保护免受外部环境中的电气干扰和热干扰。

附图说明

通过考虑以下描述并参考附图中描绘的(多个)实施例，本披露的上述和其他特征、其性质和优点将变得显而易见，在附图中：-

图1示出了传输线的电路图；

图2示出了连接源和负载的现有技术传输线；

图3是示出了根据本披露的包括传输线的射频系统的第一示例的示意图；

图4是示出了根据本披露的包括传输线的射频系统的第二示例的示意图；

图5是示出了根据本披露的包括传输线的射频系统的第三示例的示意图；

图6是示出了根据本披露的包括传输线的射频系统的第四示例的示意图；