專(zhuān)利名稱(chēng)：：軸向電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及軸向電容器，更具體地，本發(fā)明涉及緊湊的同軸軸向電容器組件。
背景技術(shù)：
：電纜，例如將天線塔與收發(fā)器裝置互連的同軸傳輸電纜，裝備有電涌抑制裝置，從而為由例如靜電放電和/或閃電沖擊產(chǎn)生的電流浪涌的轉(zhuǎn)移提供接地電通路。同軸電涌抑制器組件典型的包括頻率選擇M^各元件，如同軸電纜內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體之間的感應(yīng)線圏或短截線。為了防止較低頻率和/或直^^皮傳送到下行線路設(shè)備，插入了同軸電容器形式的物理中斷。容性l給于電容器的高頻率被設(shè)置成只有系統(tǒng)需要的工作頻率才能通過(guò)。現(xiàn)有的同軸電容器組件使用傳統(tǒng)電子元件的封裝，例如陶瓷片或表面貼裝式(SMD)陶瓷芯片，通過(guò)焊接或粘接的方式安裝在屏蔽外殼的空腔中。這樣形成的組件只有有限的功率等級(jí)，易碎，制作昂貴，并，十相關(guān)的同軸電纜引入了巨大的阻抗突變。特別地，粘接的表面貼裝式(SMD)電容器iia負(fù)保持其位置在中心導(dǎo)體上，會(huì)因?yàn)橛赏ㄟ^(guò)設(shè)備的射頻(RF)功率產(chǎn)生的高工作溫度而變軟并且移另一個(gè)現(xiàn)有的軸向電容器解決方案是通過(guò)將在兩個(gè)匹配平面或圓柱插腳之間插入電介質(zhì)分隔片到內(nèi)部導(dǎo)體的插孔匹配端，從而形成一個(gè)具有所需軸向值的電容器。通過(guò)這種解決方案得到的電容量由分隔片材料的電介值、間隔距離和匹配表面的表面面積來(lái)決定。由此得到的模塊在功率處理能力、阻抗突變和尺寸之間作出折中。此外，這些解決方案需要巨大支撐結(jié)構(gòu)去保持內(nèi)部導(dǎo)體匹配表面的對(duì)齊。隨著單個(gè)同軸電纜同一時(shí)刻傳送的的其他的頻帶數(shù)量的增多，例如為單元(cellular)聲音和數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用，引起了對(duì)軸向電容器作為同軸電涌保護(hù)器和/或直流偏置組件的M元件，緊湊、便宜、高功率容量的要求。電纜、連接件和相關(guān)附件產(chǎn)業(yè)間的竟?fàn)幰呀?jīng)集中在由新材^^制il斂率，簡(jiǎn)化的安裝需要和簡(jiǎn)易似分離部件總體數(shù)量的減少所導(dǎo)致的性能的改進(jìn)和成本的降低。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的t^A提供一種可以克服^W技術(shù)中不足的器件。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供了一種軸向電容器，包括一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和位于匹配表面之間的電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面在其上都形成有相對(duì)應(yīng)的折紋。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造軸向電容器的方法，包括如下步驟形成一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和在匹配表面之間定位電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面都有形成在上面的相對(duì)應(yīng)的折紋。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種軸向電容器，包括一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和位于匹配表面之間的陶瓷電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面都有形成在上面的相對(duì)應(yīng)的折紋；內(nèi)部導(dǎo)體段和電介質(zhì)分隔片被外殼同軸包圍，外殼在第一末端和第二末端上具有同軸連接接口。并入并ili且成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖，闡明了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與上面給出的本發(fā)明總糾苗述，以及下面給出的實(shí)施方式詳細(xì)描述"-^，用于解釋本發(fā)明的原理。圖la是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部橫截面等大視圖，示出了具有相等深度的同心圓形折紋的匹配端子；圖lb是圖la的另一個(gè)局部橫截面等大視圖，其中"卩分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)；圖lc是圖la中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖；圖2a是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部橫截面等大視圖，其中一部分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)，示范了具有同心圓形折紋的匹配端子；圖2b是圖2a中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖；圖3a是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部橫截面等大視圖，其中一部分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)，示范了具有同心多邊形折紋的匹配端子；圖3b是圖3a中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖；圖4a是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部橫截面等大視圖，其中一部分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)，示出了具有輻射狀折故和錐形側(cè)面的匹配端子；圖4b是圖4a中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖；圖5a是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部4黃截面等大視圖，其中一部分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)，示出了具有呈分級(jí)4侖廓同心圓形折紋和錐形側(cè)面的匹配端子；圖5b是圖5a中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖；圖6a是本發(fā)明具體實(shí)施例的局部橫截面等大視圖，其中一部分的內(nèi)部導(dǎo)體、電介質(zhì)分隔片和絕緣體具有一個(gè)90度的剖開(kāi)，示范了具有不相等深度的同心圓形折紋的匹配端子；圖6b是圖6a中的內(nèi)部導(dǎo)體匹配端子和電介質(zhì)分隔片的分解等大視圖。具體實(shí)施方式圖la-6b給出了軸向電容器組件的具體實(shí)施例，為了說(shuō)明，軸向電容器組件^^示成為用于通過(guò)外殼5，3的第一和第二末端處的標(biāo)準(zhǔn)化插頭和插座連^4妻口1同軸連接的電涌抑制器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以#^口軸向電容器組件為了很多不同的目的通過(guò)附加和或替換元件可以被很容易的改變?cè)O(shè)置，例如直^f莫塊，直流偏置，帶通和或干擾濾波或諸如此類(lèi)的任何需要的標(biāo)準(zhǔn)化或?qū)I(yè)的連接接口，包括同軸電纜直連接口。內(nèi)部導(dǎo)體設(shè)置成被電介質(zhì)分隔片11M的具有匹配末端9的兩個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段7。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到軸向電容器的容值和功率處理能力的提高可以通過(guò)增加匹配末端9的表面面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。表面面積可以通過(guò)使匹配表面15形成有折紋13來(lái)增加，同時(shí)所得到的組件的所需的總長(zhǎng)度和或直徑的相應(yīng)增加得以減少。匹酉己表面15的折紋13可以形成為凸起，波紋，階梯或脊。如圖la-c所示的例子，波紋形式的折紋13可以是同心圓形的，波紋有共同深度的最高點(diǎn)和最^t^、，這樣電介質(zhì)分隔片11的前部17和后部19的波纟ijiL高點(diǎn)排列在互相平行的^J丈平面表面上。匹配表面15也可以是與內(nèi)部導(dǎo)^^殳7的縱向軸同軸和/或垂直的形式。匹酉己表面15的直徑，折紋13的數(shù)量和每個(gè)折紋13的深度可以各自調(diào)整以ii5'J需要的表面面積。例如，雖然在圖la-c顯示很多同心圓形波紋，圖2a-b顯示了一個(gè)同心波纟丈和有波紋深度的外圍凸出部分。與J賄的平面軸向電容器相比，匹配表面15的折紋13可以得到相等的表面面積的情況下使匹配表面15減小外徑，從而使周?chē)耐鈧?cè)導(dǎo)體和/或外殼21的直徑更小，例如與互連的同軸電纜的直徑一樣或接近，使得引入組件的阻抗突變最小化。此外，匹配表面15的外圍和進(jìn)而的電介質(zhì)分隔片11可以作成圓形以相對(duì)圓形內(nèi)部導(dǎo)體減少阻抗突變的產(chǎn)生。匹酉己表面15的折紋13^i是供了在平面匹配表面上的巨大改進(jìn)，因?yàn)槠ヅ浔砻?5的折紋13提供了內(nèi)部導(dǎo)體匹酉己表面之間橫向運(yùn)動(dòng)的互鎖，減少了在內(nèi)部導(dǎo)體和封閉的外部導(dǎo)體或外殼21之間所需的諸如絕緣體23這種支撐結(jié)構(gòu)的尺寸。旋轉(zhuǎn)互鎖功能也可以被包括進(jìn)折紋13中，這是通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)折紋13形成為旋轉(zhuǎn)鍵(rotationalkey),例如可以是多邊形或是象圖3a-b所示的那樣。雖然顯示的是六邊形，但任意多邊都是可以用的。圖4a-b顯示了另一種旋轉(zhuǎn)互鎖形式，折紋13是輻射狀的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以4科口旋轉(zhuǎn)互鎖可以采取凸出、脊、折故或其它表面特征的形式，以防止匹S己表面15間的旋轉(zhuǎn)。圖4a-b也顯示了大體是錐形截面的匹配表面15。圖5a-b顯示了另一種形式的大體是錐形截面的匹配表面15，其中同心折鄉(xiāng)議P射弟形式而不是如圖la-3b所示的平面表面形式。大體錐形匹西己表面增加了匹酉己表面15間的橫向運(yùn)動(dòng)互鎖。圖6a-b顯示了匹配表面的另一個(gè)實(shí)施例。這里匹配表面15有變化深度的同心折紋13。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得出折紋13可以形成提供一系列不同的表面面積和互鎖特性的形式。雖然同心折紋的匹配表面15的結(jié)構(gòu)可以很簡(jiǎn)單的通過(guò)傳統(tǒng)金屬加工和或切削設(shè)備來(lái)制造，但是也可以采用其它非同心和非輻射狀的匹配表面折紋結(jié)構(gòu)，例如凸起、柵格或蜂窩狀。對(duì)于這些結(jié)構(gòu)，諸如金屬注模成型和或觸變金屬成型這些不同于傳統(tǒng)單軸金屬切削加工方法可以被有效的使用?，F(xiàn)有的柱狀和或平行板匹配表面軸向電容器通常采用塑膠或聚合物，例如聚酯薄膜或聚四氟乙烯(PTTFE)，作為電介質(zhì)分隔片11的材料。雖然為了使成本最小化可以用這些材料制造依照本發(fā)明的軸向電容器，〗旦是發(fā)明人認(rèn)識(shí)到如果電介質(zhì)分隔片11使用陶瓷電介質(zhì)材料制造，可能會(huì)獲得功率容量的巨大提升。陶瓷電介質(zhì)的溫度特性可以改善功率操作，容許更高的最高工作溫度。陶瓷電介質(zhì)分隔片11的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是陶瓷材料是抗壓和/或抗熱變形的。因此，匹配表面間所需的間隔，電介質(zhì)分隔片11所選擇的厚度，可能保持在一個(gè)更高的精度水平上。加之陶瓷材料在給定的厚度上有較高的擊穿電壓，因而P^I氐了電容器電弧擊穿故障的可能性。才艮據(jù)本發(fā)明的陶瓷電介質(zhì)分隔片11可以通過(guò)模制和/或切削加工電介質(zhì)分隔片形成，以與所選擇的匹S己表面匹配。如圖la-6b所示，軸向電容器組件的^i4應(yīng)用是通過(guò)附加電涌元件27作為山、、^J"乂擊m+、、;f-乂土，"齊二+田曰二丄rb幼A:^g)女h斗品:玄<相關(guān)的M長(zhǎng)度的電感器，眾所周知的1/4波長(zhǎng)的短接線，電涌元件27M^在一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體敬7和外部導(dǎo)體或是外殼21之間，即外圍側(cè)壁或是其它接地部件。電感器被顯示為具有多個(gè)線圈，使得可以應(yīng)用具有足夠的長(zhǎng)度和/或感應(yīng)特性的電感器，但是并不需要相應(yīng)封閉外殼21總的直徑的增大而過(guò)大。選擇性的，電涌元件27可以采用諸如線性段、平面或螺旋、螺旋變形或環(huán)形這些眾所周知的結(jié)構(gòu)中任意的形式。另一個(gè)選擇性的電涌元件27包括可變電阻器和/或氣體放電管。電感器的設(shè)計(jì)考慮和制造方法是本領(lǐng)域眾所周知的，因而在這里不作進(jìn)一步的介紹。軸向電容器組件的封閉外殼21被示為具有永久性陷型連接31的兩個(gè)匹酉己部分29。作為選擇的，外殼21的匹配部分29可以形^"交替的匹配裝置，如匹配部分29的互補(bǔ)螺纟丈或是另外形成為一個(gè)完整的圓柱形外圍導(dǎo)體單元。軸肩33可以在每個(gè)匹配部分29的內(nèi)部直徑上形成，來(lái)布置絕緣體23以使#^呆持內(nèi)部導(dǎo)體段7和外殼21同軸。軸肩33也可以用作在最初定位每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)的匹配表面15在恰當(dāng)?shù)拈g隔，以得到當(dāng)匹配部分29配^~-^時(shí)，所需要的匹配表面15的間隔，在電介質(zhì)分隔片11每個(gè)側(cè)面上匹配表面15的安全配合。改進(jìn)，這些改進(jìn)潛在的包括功率操作容量的增加，電容值的提高，4黃向的和或旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部導(dǎo)體互鎖，阻抗突變的減少，總的需要組裝材料的減少，裝置總體質(zhì)量的減輕和裝置總體尺寸的減d、。各部分的表格<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在前面的描述中已經(jīng)涉及了比例、、組成部分或模塊，眾所周知，這些還有等效物，因而在這里將這些個(gè)別提及的等效物一并考慮。本發(fā)明已經(jīng)通it^j"具體的實(shí)施方式的描述進(jìn)行了示例性的描述，同時(shí)M實(shí)施方式已經(jīng)被相當(dāng)詳細(xì)的描述了，申請(qǐng)人的目的并不是限定或是以任何方式限制附加的權(quán)利要求的保護(hù)范圍到這樣詳細(xì)的地步。別的優(yōu)點(diǎn)和變形方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，在較寬的方面本發(fā)明并不限定在特定的細(xì)節(jié)，典型的裝置、方法和已經(jīng)示出和描述的說(shuō)明性的實(shí)施例。因而，只要不違背申請(qǐng)人總體發(fā)明構(gòu)思的對(duì)這些細(xì)節(jié)的修支都是可以的。進(jìn)而，不違背由下述權(quán)利要求所定義的本發(fā)明構(gòu)思的可能改進(jìn)和/或改變都是可以接受的。權(quán)利要求1.一種軸向電容器，包括一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和位于匹配表面之間的電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面在其上都形成有相對(duì)應(yīng)的折紋。2、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中匹配表面與內(nèi)部導(dǎo)體段同軸。3、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述折紋在匹配表面間形成橫向互鎖。4、如權(quán)利要求3的軸向電容器，其中所述折紋是同心圓。5、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述折紋在匹配表面間形成旋轉(zhuǎn)互鎖。6、如權(quán)利要求5的軸向電容器，其中所述折紋是輻射狀的。7、如權(quán)利要求5的軸向電容器，其中所述折紋是同心的多邊形。8、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述電介質(zhì)分隔片是陶瓷材料的。9、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述電介質(zhì)分隔片具有與每個(gè)匹配表面相對(duì)應(yīng)的折紋，匹配表面之間的間隔大體上等于電介質(zhì)分隔片的厚度。10、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述折紋繞匹配表面的中心同心。11、如權(quán)利要求1的軸向電容器，其中所述電介質(zhì)分隔片具有相等的深度對(duì)應(yīng)的折紋，電介質(zhì)分隔片的前部和后部每一個(gè)都與一對(duì)大體是平面的表面對(duì)準(zhǔn)，其中，一個(gè)大體上是平面的表面通過(guò)折紋的最高點(diǎn)，另一個(gè)大體上是平面的表面通過(guò)折紋的最低點(diǎn)，所述大體上是平面的表面互相平行。12、如權(quán)利要求11的軸向電容器，其中電介質(zhì)分隔片具有相對(duì)應(yīng)的折紋，由此電介質(zhì)分隔片具有大體上是圓錐形的截面。13、如權(quán)利要求11的軸向電容器，其中內(nèi)部導(dǎo)體段每一個(gè)都由絕緣體支撐，絕緣體與在外殼上的圓柱形孔同軸。14、如權(quán)利要求11的軸向電容器，還包括耦合在一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段和外殼之間的導(dǎo)體。15、如權(quán)利要求9的軸向電容器，還包括位于外殼的第一和第二端每一個(gè)上的同軸連接接口。16、一種制造軸向電容器的方法，包括如下步驟形成一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和在匹配表面之間定位電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面都有形成在上面的相對(duì)應(yīng)的折紋。17、如權(quán)利要求16的方法，還包括由陶瓷材料形成電介質(zhì)分隔片的步驟。18、如權(quán)利要求16的方法，還包括形成圓柱形外殼以及在外殼中插入一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段和電介質(zhì)分隔片的步驟。19、如權(quán)利要求16的方法，還包括在一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段和外殼之間耦合電涌元件的步驟。20、如權(quán)利要求16的方法，其中外殼具有兩個(gè)部分，這兩個(gè)部分通過(guò)將一部分的末端型鍛到另一個(gè)上而結(jié)合在一起。21、一種軸向電容器，包括一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都具有匹配表面；和位于匹配表面之間的陶瓷電介質(zhì)分隔片；每個(gè)匹配表面都有形成在上面的相對(duì)應(yīng)的折紋；內(nèi)部導(dǎo)體段和電介質(zhì)分隔片被外殼同軸包圍，外殼在第一末端和第二末端上具有同軸連接接口。22、如權(quán)利要求21的軸向電容器，還包括耦合在一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段和外殼之間的電涌元件。23、如權(quán)利要求21的軸向電容器，其中折紋在匹配表面間形成橫向互鎖。全文摘要一種軸向電容器，其具有一對(duì)內(nèi)部導(dǎo)體段，每個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體段都有匹配表面。電介質(zhì)分隔片位于匹配表面之間，每個(gè)匹配表面都有相對(duì)應(yīng)的折紋形成在上面。文檔編號(hào)H01G4/00GK101261897SQ20081000955公開(kāi)日2008年9月10日申請(qǐng)日期2008年1月17日優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日發(fā)明者肯德里克·V·斯韋林根申請(qǐng)人:安德魯公司