信号分发以及浪涌检测和保护的模块和方法

文档序号:7679378阅读:327来源:国知局
专利名称:信号分发以及浪涌检测和保护的模块和方法
技术领域
本发明一般地涉及浪涌保护,并且更具体地涉及用于在包括拼装的无 线的无线电系统的各种系统中的信号分发以及浪涌检测和保护的系统和方 法。
背景技术
浪涌保护电路被设计以保护电子设备免受由浪涌事件引起的损坏,浪 涌事件可导致大的瞬态过电压或电流尖峰。浪涌事件可由雷击、开关冲 击、电气线路噪声以及其他瞬态或异常状况和故障而产生。例如,雷击可导致20kV的浪涌,该浪涌可毁坏缺少防止这样的破坏的浪涌保护的设 备。浪涌保护可通过限制电压、经替代信号路径分流电流或者这两种手段 一起,来在浪涌到达电子设备之前阻隔浪涌。浪涌保护器的示例包括初级和次级保护装置。 一般地,初级保护装置 是通常控制电力进线口的保护装置,作为主隔离而操作,并且次级保护装 置可连接在主隔离的上游或下游。浪涌保护装置可利用熔断器,电感器, 诸如金属氧化物变阻器(metal oxide varistor, MOV)、齐纳二极管、气体 放电管(gas tube)之类的箝位装置,或者这样装置的各种组合等等来构 建。不同的系统可能需要不同的保护措施以及可能不同类型的浪涌保护机制。在这样的系统中,无线通信或无线的无线电系统可被配置为由多个终 端组成的点到点的、点到多点的以及网格状的网络。在一些无线通信系统 中,每个终端或节点包括数字和模拟的收发器部分。模拟部分可包括IF(中频)和RF (射频)内容。利用拼装(split mount)配置,每个节点都 具有户内单元(IDU)和户外单元(ODU) 。 IDU连接至网络(例如,以 太网或因特网网络)并且ODU连接至天线。在此情况下,IDU具有电源 以及调制解调器或网络接口,并且ODU具有RF收发器。IDU可向ODU 供应DC电力和经调制的IF信号用于发送,并且它可自ODU接收从天线 接收的经调制的IF信号。对此,IDU和ODU利用同轴线缆来具有它们之 间的上下连接,同轴线缆可运载电力和IF信号(即DC和非DC信号)。在诸如上述的无线的无线电系统之类的拼装系统中,ODU和IDU都 可能需要防范浪涌事件的保护。根据管理方针,IDU通常需要初级浪涌保 护,即在电力进线口处以及在同轴线缆连接点处。在这样的方针下,ODU 的浪涌保护可被设置在ODU外壳之内或之外,并且它可以是初级的或者 次级的。在ODU中,内部的浪涌抑制电路仅提供次级保护,并且外部的 浪涌放电器可能是昂贵的且需要分别的外壳。外部的浪涌放电器通常被密 封隔开环境,并且需要适当地接地。然而,即使利用了如上所述的保护机制,故障也可能发生。例如,在 拼装系统中,上下线缆连接器可能容许浪涌能量进入到无线的无线电系统 内的部件,并且表现出这样系统中的弱点。因此,当存在故障时,系统制 造商(例如,ODU和IDU制造商)可能被要求执行保修(warranty repair),而未必知道故障是否由浪涌事件、不适当的安装或另一原因引 起。因此还存在如下的需要,检测并且更好地判断这样的故障的原因,以 便例如判断谁可能负责修理。发明内容考虑到以上所描述的,本发明的各种实施例包括分发信号的浪涌分 量、RF和DC以及检测、抑制和记录浪涌事件。以下概述了用于执行这些 功能的系统和方法的一些示例。根据一个实施例, 一种用于分发信号并用于检测、抑制和记录浪涌事 件的系统,包括RF (射频)路径;DC (直流)路径,该DC路径电感 地耦合至RF路径;以及浪涌保护和检测部件。浪涌保护和检测部件包括 浪涌保护部件,该浪涌保护部件具有操作为连接在DC路径和地之间的一 个或多个箝位装置,以箝位与浪涌事件相关联的浪涌能量,以及浪涌检测 器,该浪涌检测器操作为连接至RF路径,浪涌检测器从RF路径接收与这 样的浪涌事件相关联的经衰减的浪涌能量,其中浪涌检测器适用于提供浪 涌事件的标记以便记录浪涌事件以供将来参考。这样的系统还可包括处理器和存储器,该处理器和该存储器被操作为 连接,用于处理和记录来自浪涌检测器的标记,并且它还可包括显示、记 录或打印装置,该显示、记录或打印装置操作为连接至处理器并且适用于 从处理器接收与浪涌事件相关联的信息。该信息可优选地表示所记录的浪 涌事件,并且还可表示当前的浪涌事件,或者可表示所记录的浪涌事件以 及当前的浪涌事件。在这样的系统中,RF路径、DC路径以及浪涌保护和检测部件可被一 起实现在信号分发和保护模块(SDPM)中。SDPM可适用于抑制、检测 和提供由雷电浪涌或电力浪涌产生的浪涌事件的标记,其中标记采用数字 信息的形式。RF路径包括RF匹配网络,该RF匹配网络具有阻抗匹配电 感器。RF匹配网络包括DC阻隔器,DC阻隔器在每一端连接至电感器。 RF路径还可包括两个RF连接器,RF匹配网络插入在这两个RF连接器之 间。DC路径经由电感器电感地耦合至RF路径,该电感器适用于允许DC 和低频信号分量到达DC路径并且防止更高频的分量通到DC路径。DC路 径经由另一电感器电感地耦合至RF路径,该另一电感器适用于允许低频 浪涌能量的部分绕过DC阻隔器而到达RF路径。浪涌检测器适用于采样电力浪涌能量和雷电浪涌能量。浪涌检测器包 括采样器以及适用于接收来自采样器的信号的模数转换器(ADC)。浪涌 检测器还包括操作为地插入在采样器和ADC之间的缓冲器。在示例性系统中,箝位装置包括气体放电管、金属氧化物变阻器以及齐纳二极管的任何组合。这样的箝位装置适用于以预定的顺序对浪涌事件 作出反应。浪涌事件通常与雷击、电力浪涌或电噪声相关联。此外,浪涌 保护部件还可包括一个或多个电容器,这一个或多个电容器中的每一个连
接在箝位装置中的一个两端。DC路径包括插入在每对箝位装置之间的电 感器。此外,DC路径包括与电感器串联的电力供应连接器。
根据本发明的另 一 实施例的系统包括浪涌检测和保护模块 (SDPM),该SDPM包括RP路径,DC路径,该DC路径电感地耦合 至RF路径,浪涌保护部件,该浪涌保护部件操作为耦合在DC路径和地 之间,并且适用于抑制与浪涌事件相关联的浪涌能量,以及浪涌检测器, 该浪涌检测器适用于提供浪涌事件的标记。这样的系统还包括处理器,该 处理器操作为耦合至浪涌检测器,并且适用于接收和处理标记以便管理浪 涌事件的记录;存储器,该存储器适用于保存浪涌事件的记录;以及输出 装置,该输出装置操作为地耦合至处理器,并且适用于对与浪涌事件相关 联的信息进行发送、打印和显示中的一种或多种。在此系统中,浪涌检测 器经由到RF路径的连接来接收浪涌能量的至少一部分,其中DC路径适 用于运载DC和低频信号分量,同时包括RF匹配网络的RF路径适用于运 载更高频的信号分量,并且其中低频信号分量绕过了 RF匹配网络,经由 DC路径以及DC路径和RF路径之间的电感耦合来到达到RF路径的连 接。
根据另一实施例,系统还可包括户内单元(IDU)、户外单元 (ODU)以及连接在IDU禾卩ODU之间的线缆,其中IDU、 ODU或者 IDU和ODU两者具有与自己相关联的SDPM。 ODU包括操作为连接至 RF路径的收发器,其中RF路径适用于运载去往和来自收发器的IF (中 频)信号分量,并且其中收发器适用于无线地发送和接收与IF信号分量相 关联的微波信号。
根据这里实施的并且广泛描述的本发明的目的, 一种用于分发信号并 用于检测、抑制和记录浪涌事件的方法,包括以下步骤提供RF路径; 提供DC路径,该DC路径电感地耦合至RF路径;以及提供浪涌保护和检
测装置,包括提供浪涌保护部件,该浪涌保护部件具有操作为连接在DC路径和地之间的一个或多个箝位装置,以箝位与浪涌事件相关联的浪
涌能量,以及提供浪涌检测器,该浪涌检测器操作为连接至RF路径,浪 涌检测器从RF路径接收与这样的浪涌事件相关联的经衰减的浪涌能量, 其中浪涌检测器适用于提供浪涌事件的标记以便用于记录浪涌事件以供将 来参考。此方法还包括提供处理器的步骤,该处理器适用于基于来自浪涌 检测器的标记来管理浪涌事件的记录。
此外根据本发明的另一实施例的目的, 一种用于分发信号并用于检
测、抑制和记录浪涌事件的方法,包括以下步骤接收包括与浪涌事件相
关联的浪涌分量、DC分量和RF分量的信号;通过RF路径传播RF分 量,同时将DC分量从RF路径阻隔开;通过DC路径传播DC分量,其中 DC路径电感地耦合至RF路径;通过包括操作为连接到地的一个或多个箝 位装置的DC路径传播浪涌分量,并且在一个或多个箝位装置处箝位浪涌 分量;以及检测浪涌分量的剩余,并且基于该剩余来记录浪涌事件。
从这里的描述、权利要求以及此后描述的附图,将更好地理解本发明 的这些和其他的特征、方面和优点。


并入此说明书并且构成此说明书的一部分的附图示出了本发明的各种 方面,并且与描述一同起到了说明其原理的作用。无论什么方便的地方, 贯穿附图都将使用相同的标号来指示相同或相似的元素。
图1A是根据本发明的一个实施例的具有信号分发和保护模块的拼装 的无线的无线电系统的框图。
图IB是根据本发明的一个实施例的具有两个信号分发和保护模块的 拼装的无线的无线电系统的框图。
图2是根据本发明的一个实施例的信号分发和保护模块的框图。
图3是根据本发明的一个实施例的浪涌检测器的框图。
图4是根据本发明的一个实施例的用于浪涌检测和记录的方法的流程图。
具体实施例方式
在以下的详细描述中,参考了附图,在附图中作为例示而示出了若干 实施例以及实践本发明的方式。将被理解的是,在不脱离本发明的范围的 情况下,可使用其他实施例并且可进行结构的改变。
图1A是示出具有根据本发明的一个实施例的信号分发和保护模块
(SDPM)的、拼装的无线的无线电系统的框图。在此系统中,户内单元 (IDU) 110经由线缆115耦合至户外单元(ODU) 120。 IDU 110被耦合 至网络(未示出),IDU 110与网络通信以接收和发送数据。因此,IDU 具有发送和接收路径。在发送路径中,IDU 110被配置为接收来自网络的 数据,IDU 110将该数据用于例如利用QAM (正交调幅)来调制RF信 号,以产生经调制的RF信号(经常是IF信号)。连同DC电力,IDU110 向ODU 120供应经调制的RF信号。因此,线缆115优选地是被设计用于 运载包括RF分量和DC分量的信号的同轴线缆。在浪涌事件期间,线缆 115可能运载浪涌或瞬态冲击。在接收路径中,IDU 110接收来自ODU 120的经调制的信号(经常是中频(IF)信号),并且在解调它们之后 IDU通过网络发送数据。
在此实施例中,ODU 120包括母板122、处理器124以及DC电力模 块126。母板122接收从IDU110发送的经调制的RF信号,并且在收发器 模块中将它们转换为微波或高频信号,用于经由天线发送。ODU中的处理 器124操作为控制ODU的操作,这些操作优选地包括处理和记录浪涌事 件。处理器124可作为印刷电路板或集成电路上的处理器模块、或者以其 他合适的配置来实现。集成电路处理器的示例可包括微控制器、微处理 器、专用集成电路(ASIC)以及现场可编程门阵列(FPGA)。
ODU被优选地封入外壳,并且SDPM 130也优选地位于ODU 120的 外壳内。在一些系统配置中,SDPM可位于外壳的外部。图1A和图1B的 框图示出可在ODU、 IDU或两者处都具有SDPM的无线的无线电系统。 此外,虽然SDPM 130和132的实施例这里被示出用在无线的无线电系统 中,但是SDPM的各种实施例可用在除无线的无线电系统以外的系统中。
此外如图1A所示,SDPM 130将通过线缆115接收的RF信号和DC信号分别分发至母板122和DC电力模块126;并且SDPM 130将所接收 的RF信号以相反方向通过线缆115分发至IDU 110。此外,SDPM130在 浪涌事件期间检测和抑制浪涌,并且向处理器124提供这样的浪涌事件的 标记。可配置SDPM拦截的浪涌事件的示例包括在ODU或IDU处的线缆 连接器上出现的浪涌能量,以及在到IDU (或任何其他电子设备)的进线 口处出现的浪涌能量。因此,在一些无线的无线电系统中,IDU还可具有 SDPM以拦截浪涌事件,并且SDPM可安装在进线口处、上下线缆连接处 或两处都安装。在例示的实施例中,SDPM 130位于ODU外壳内以拦截在 到ODU的线缆115连接点所引进的浪涌能量。
图2是示出根据本发明的一个实施例的SDPM 130的功能部件的 SDPM 130的框图。在此实施例中,SDPM 130包括用于RF和DC信号分 量的分别的路径。RF路径215和DC路径216被设计用于信号分发,具有 它们之间的适当电隔离以最小化干扰。两个电感器,诸如电磁线圈或RF 扼流圈206和207,感性地耦合SDPM 130中的RF路径215和DC路径 216。此外,SDPM 130包括浪涌保护部件以及浪涌检测和报告部件。优选 地,浪涌保护部件包括箝位装置210、 211和212。浪涌检测和报告部件包 括操作为耦合至RF路径215和处理器124的浪涌检测器214。
RF路径215为信号的经调制的RF或非DC分量提供去往和来自ODU 中的收发器的路径;并且RF路径215为经衰减的浪涌脉冲提供路径。对 于通常IF范围中的经调制的RF信号,RF路径215可包括通过DC阻隔器 203耦合的RF连接器201和205, DC阻隔器203被连接在RF电感器202 和204的每一侧。RF电感器202和204向RF连接器201和205提供各自 的RF匹配以改善回波损耗。这样的RF部件可被设计用于在中频范围
(IF;例如,50MHz-450MHz)或者以非DC信号的其他操作频率操作。 此外,根据回波损耗的需要以及SDPM的物理布局,电感器202和204可 从RF路径215 —起省略。耦合在这些RF电感器之间的DC阻隔器203
(可以是电容器)阻隔DC电力以免侵入RF信号路径。DC阻隔电容器可 被设计以适合所期望的频率响应。RF电感器和电容器202、 203和204形 成了使RF信号能以最小插入损耗通过RF匹配网络(具有高通或带通特性)。
上述电感器206和207防止RF信号分量到达DC信号路径216,因此 还可已知是RF隔离器或RF扼流圈。具体地,在例示的SDPM 130中,接 近RF连接器201的第一电感器206允许DC电力和浪涌能量进入DC路 径。在不同的情景中,比如说在IDU中,SDPM可用在线缆连接点处(如 图1B所示)、电力线连接点处或者两处都用。
返回图2,第二电感器207将DC路径216与RF路径215隔离,并且 当雷电浪涌事件发生时防止在RF连接器205处出现雷电泄漏电压(来自 RF路径215)。这是因为第二电感器207经由TVS 212将这样的电压上升 分流至地。它还为从DC路径216到浪涌检测器214的浪涌脉冲的经抑制 的低频分量提供采样路径。
此外如图2所示,RF路径还包括耦合至RF连接器205的浪涌检测器 214。浪涌检测器214适用于接收来自RF路径215的和来自DC路径216 的经衰减的浪涌,并且检测浪涌事件。例如,调谐至IF频率(例如, 450MHz)的RF匹配网络显著衰减了 lMHz雷电浪涌能量,但是允许足够 的浪涌能级用于由浪涌检测器124检测。在电力浪涌的情况下,经由第二 电感器207提供经衰减的浪涌能量。所以,虽然在包括上述的雷电浪涌和 电力浪涌的各种情景中SDPM可适用于检测和保护抵御能量浪涌,但是在 ODU中它适用于分发IF信号并且检测和保护抵御来自雷电浪涌事件的损 坏。因此,浪涌检测器214还适用于向用于记录和报告浪涌事件的处理器 124发送这样的浪涌事件的标记。
通过电感器206和207感性地耦合至RF路径的DC路径216为DC电 力以及为浪涌能量提供了路径,浪涌能量如前所述主要包含DC和较低频 率的能量。在例示的实施例中,DC路径216包括两个电感器208和209 以及电力供应(PS)连接器213,电力供应连接器213将DC电力运载至 ODU 120中的电力模块126。这里作为电力线圈208和209而示出的电感 器影响了浪涌或瞬态冲击的时间常数,并且因此引进了延迟。DC电力可 通过电力供应连接器213提供为经调节的或未经调节的DC电压(例如,-48VDC或者-26V至-60VDC)。为了抑制浪涌能量,浪涌保护部件包括操作为耦合在DC路径216和
地之间的一个或多个箝位装置。在此示例中,存在三个箝位装置,包括气
体放电管210、金属氧化物变阻器(MOV) 211以及瞬态电压抑制器 (TVS) 212。浪涌保护装置还可包括与箝位装置并联的电容器,以提供
RF接地。如此示例所示,跨越气体放电管210和TVS 212设置了电容器 (CAP)。
气体放电管210是当所应用的电压超过它的额定箝位电压时短路的装 置。通常的气体放电管包括包含气体的密封腔,该气体离子化并且使电流 能流到地。气体放电管210可以是具有额定箝位电压和标称冲击放电电流 的部件。MOV 211是当所应用的电压超过它的额定箝位电压时短路的另一 装置。 一般地,MOV 211比气体放电管210对浪涌或瞬态冲击反应更迅 速,但是比气体放电管210可消耗更少的电力。通常的MOV起到非线性 的或可变的电阻器的作用,该电阻器对低于额定箝位电压的应用电压表现 出高的对地电阻,并且对处于或高于额定箝位电压的应用电压表现出低的 对地电阻。MOV 211可以是具有最大箝位电压和最大峰值冲击放电电流的 部件。瞬态电压抑制器(TVS) 212可以是齐纳二极管。例如,TVS 212 可以是具有最大箝位电压和最大峰值冲击电流的部件。相对于MOV 211 和气体放电管210, TVS 212对浪涌或瞬态冲击反应更迅速,但是可消耗 更少的电力。
在正常操作期间,RF信号分量遍历RF路径215 (在此实施例中由RF 连接器201、 RF电感器202、 DC阻隔器203、 RF电感器204以及RF连接 器205形成)。DC电力信号分量遍历包括RF连接器201、电感器206以 及DC路径216 (由电感器208、电感器209以及PS连接器213形成)的 路径。当浪涌事件发生时,浪涌能量(冲击)遍历由RF连接器201、电 感器206、电感器208、电感器209、气体放电管210、 MOV 211、 TVS 212、电感器207以及浪涌检测器214形成的信号路径。箝位装置210、 211和212抑制DC路径216中的浪涌能量脉冲,将大部分浪涌能量分流 至地。优选地,箝位装置被布置从而它们以特定顺序遭遇各种级别的传播 中的浪涌能量。气体放电管210充当初级保护器。MOV211充当次级保护器,并且TVS 212作为三级保护。这些部件必须由电感的或电阻的隔离阻 抗分离以确保保护装置的适当协调。在大多应用中,电感性元件用来最小 化正常操作期间的功耗和电压降。在气体放电管式浪涌放电器中,火花放 电后的电弧的低阻抗导致大部分能量消耗在别处,例如功率跟随的
(power-follow)能量。诸如MOV之类的电压箝位式抑制器必须吸收大量 的瞬态浪涌能量。它的箝位动作不涉及由气体短路动作产生的功率跟随的 能量。用于瞬态抑制的事件的序列描述如下(a) TVS 212将瞬态的前沿 箝位于刚刚大于额定操作电压的值;(b)随着瞬态电压继续上升,它达 到了具有高于TVS的峰值电流处理能力的MOV211的操作范围;(c)随 着通过MOV的电流增加,电感器208两端电压增长,该电压导致气体放 电管燃亮,将瞬态能量分流通过气体放电管并且远离了所保护的电路;
(d)气体放电管在瞬态的持续时间保持完全工况;并且(e)在瞬态过去 之后气体放电管熄灭,准备下一瞬态。此电路使用每个部件来做每个做得 最好的事气体放电管分流瞬态的高能部分,MOV提供中间的功率处理 以及对TVS的保护,TVS完成对低能前沿的精确箝位。
注意,根据实际应用和保护需要,浪涌保护部件可包括多于三个的箝 位装置(例如四个)或者它可包括少于三个的箝位装置(例如两个)。
出于检测和记录的目的,无论什么能量被剩下(未被箝位)都是足够 用于检测的,并且被传递至浪涌检测部件214。图3是示出根据本发明的 一个实施例的浪涌检测部件的框图。在此实施例中,浪涌检测器214处于 ODU并且包括连续连接的若干部件。具体地,它包括采样器302,采样器 302耦合至限制器303,限制器303依次耦合至缓冲器304。缓冲器304耦 合至模数转换器(ADC) 305, ADC 305耦合至处理器124。
浪涌检测器214适用于接收来自RF路径215的信号(图2),并且这 样的RF信号可包括RF分量和浪涌能量分量。采样器302采样浪涌能量分 量并且向限制器303提供样本。采样器302可以是电阻式分压器或另一合 适的装置。限制器303限制所采样的浪涌能量脉冲的幅度。限制器303可 以是诸如低功率TVS 二极管之类的全波或半波箝位装置,该箝位装置被配 置为将电压限制到低于缓冲器的击穿电压的电平。缓冲器304将ADC 305与限制器303隔离并且还可按比例提高或降低所采样的浪涌能量脉冲电
平。ADC 305提供对经改变比例的所采样的浪涌脉冲的模数转换,向处理 器124提供数字值作为浪涌事件的标记。阈值被建立在ODU处理器124 内以区别进入的浪涌脉冲和"噪声"。检测到的浪涌脉冲电平一旦超过阈 值,浪涌检测和记录程序就被触发,并且浪涌事件被记录。如果进入的脉 冲低于阈值,那么处理器将把它认作低电平"噪声",并且没有事件被记 录。
图4是示出根据本发明的一个实施例的用于检测和记录浪涌事件的方 法的流程图。根据此方法,在步骤400 —旦检测到浪涌事件,在步骤401 处理器就从浪涌检测部件接收表示浪涌能量的数字值。在步骤402处理器 执行检查以判断是否已发生比特差错。如果没有,那么在步骤409浪涌事 件被记录。记录浪涌事件可包括存储浪涌事件标识符以及与浪涌事件相关 联的时间。如果在步骤402检测到比特差错,那么在步骤403处理器执行 检查以判断ODU警报是否已被触发。如果ODU警报未被触发,那么在步 骤409浪涌事件被记录。否则,在步骤404处理器复位ODU。在复位之 后,在步骤405处理器执行检查以判断ODU警报是否已被触发。如果没 有,那么在步骤409浪涌事件被记录。否则,在步骤406处理器复位 ODU。在复位之后,在步骤407处理器执行检査以判断ODU警报是否已 被触发。如果没有,那么在步骤409浪涌事件被记录。否则,在步骤408 处理器确定ODU已被损坏。然后在步骤409处理器记录浪涌事件。在步 骤410处理器向显示器输出与所记录的浪涌事件相关联的信息(或者它可 比如说通过网络来向打印机输出此信息或向另一装置发送该信息)。然后 在步骤411处理器复位浪涌检测器。检测和记录被提供以便判断故障的可 能原因以及谁可能负责修理。
总而言之,本发明考虑了浪涌检测和保护模块的各种实施例。虽然已 结合若干实施例描述和例示了本发明,但是在不脱离本发明的精神和范围 的情况下其他实施例是可以的。因此,如权利要求所列举的本发明的范围 不应当限于以上所陈述的方法或结构的精确细节,因为变化和修改也可被 包括在本发明的范围内。
权利要求
1. 一种用于分发信号并用于检测、抑制和记录浪涌事件的系统,包括RF(射频)路径;DC(直流)路径,所述DC路径感性地耦合至所述RF路径;以及浪涌保护和检测部件,所述浪涌保护和检测部件包括浪涌保护部件,所述浪涌保护部件具有操作为连接在所述DC路径和地之间的一个或多个箝位装置,以箝位与浪涌事件相关的浪涌能量,以及浪涌检测器,所述浪涌检测器操作为连接至所述RF路径,所述浪涌检测器从所述RF路径接收与这样的浪涌事件相关的经衰减的浪涌能量,其中所述浪涌检测器适用于提供所述浪涌事件的标记以便用于记录所述浪涌事件供将来参考。
2. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述RF路径、DC路径以及浪 涌保护和检测部件被一起实现在信号分发和保护模块(SDPM)中。
3. 根据权利要求2所述的系统,其中,所述SDPM适用于抑制、检测 和提供由雷电浪涌或电力浪涌产生的浪涌事件的标记。
4. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述标记是数字信息形式的。
5. 根据权利要求1所述的系统,还包括处理器和存储器,所述处理器 和所述存储器被操作为被连接用于处理和记录来自所述浪涌检测器的标 记。
6. 根据权利要求5所述的系统,还包括显示、记录或打印装置,所述 显示、记录或打印装置操作为连接至所述处理器,并且适用于从所述处理 器接收与浪涌事件相关联的信息。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述信息表示所记录的浪涌事 件、当前的浪涌事件、或者所记录的浪涌事件和当前的浪涌事件两者。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述RF路径包括DC阻隔器。
9. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述RF路径包括具有阻抗匹 配电感器的RF匹配网络。
10. 根据权利要求8所述的系统,其中,所述RF路径包括RF匹配网 络,所述RF匹配网络包括所述DC阻隔器,所述DC阻隔器在每一端连接 至电感器。
11. 根据权利要求l所述的系统,其中,所述RF路径包括两个RF连 接器,RF匹配网络插入在所述两个RF连接器之间。
12. 根据权利要求l所述的系统,其中,所述DC路径经由电感器感性 地耦合至所述RF路径,所述电感器适用于允许DC和低频信号分量到达 所述DC路径并防止更高频的分量通到所述DC路径。
13. 根据权利要求12所述的系统,其中,所述RF路径包括DC阻隔 器,并且其中,所述DC路径经由另一电感器或电阻器感性地耦合至所述 RF路径,所述另一电感器或电阻器适用于允许低频浪涌能量的部分绕过 所述DC阻隔器而到达所述RF路径。
14. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述浪涌检测器适用于接收 电力浪涌能量和雷电浪涌能量。
15. 根据权利要求14所述的系统,其中,所述浪涌检测器适用于经由 所述DC路径接收电力浪涌能量,经由所述RF路径接收雷电浪涌能量。
16. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个箝位装置包 括气体放电管、金属氧化物变阻器、齐纳或瞬态电压抑制器(TVS) 二极 管的任何组合。
17. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述浪涌保护部件还包括一 个或多个电容器,所述一个或多个电容器中的每个跨越所述箝位装置中的 一个而连接。
18. 根据权利要求l所述的系统,其中,所述DC路径包括插入在每对 箝位装置之间的电感器或电阻器。
19. 根据权利要求l所述的系统,其中,所述DC路径包括串联的两个 电感器以及三个箝位装置,所述三个箝位装置操作为耦合在所述两个电感 器或电阻器与地之间,每个电感器或电阻器适用于向通过所述电感器或电阻器传播至所述电感器或电阻器连接的箝位装置的浪涌能量引入时间延 迟。
20. 根据权利要求19所述的系统,其中,所述DC路径包括与所述电 感器串联的电力供应连接器。
21. 根据权利要求1所述的系统,其中,当多于一个的箝位装置出现 在所述浪涌保护部件中时,这样的箝位装置适用于以预定的顺序对浪涌事 件作出反应。
22. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述浪涌保护部件中的所述 一个或多个箝位装置包括气体放电管、金属氧化物变阻器以及齐纳二极 管,其中所述浪涌保护单元还包括操作为引入时间延迟的两个电感器或电 阻器。
23. 根据权利要求1所述的系统,其中,浪涌事件与雷击、电力浪涌 或电噪声有关。
24. 根据权利要求1所述的系统,其中,所述浪涌检测器包括采样器 以及适用于接收来自所述采样器的信号的模数转换器(ADC)。
25. 根据权利要求24所述的系统,其中,所述浪涌检测器还包括操作 为插入在所述采样器和所述ADC之间的缓冲器。
26. —种用于分发信号并用于检测、抑制和记录浪涌事件的系统,包括浪涌检测和保护模块(SDPM),所述SDPM包括 RF路径;DC路径,所述DC路径感性地耦合至所述RF路径, 浪涌保护部件,所述浪涌保护部件操作为耦合在所述DC路径和地之间,并且适用于抑制与浪涌事件相关的浪涌能量,以及 浪涌检测器,所述浪涌检测器适用于提供浪涌事件的标记;处理器,所述处理器操作为耦合至所述浪涌检测器,并且适用于接收 和处理所述标记以便管理浪涌事件的记录;存储器,所述存储器适用于保存浪涌事件的记录;以及输出装置,所述输出装置操作为耦合至所述处理器,并且适用于对与浪涌事件相关联的信息进行发送、打印和显示中的一种或多种。
27. 根据权利要求26所述的系统,其中,所述浪涌检测器经由到所述 RF路径的连接来接收所述浪涌能量的至少一部分,其中所述DC路径适用 于运载DC和低频信号分量,而所述RF路径包括适用于运载更高频的信 号分量的RF匹配网络,并且其中,低频信号分量绕过了所述RF匹配网 络,经由所述DC路径以及所述DC路径和所述RF路径之间的感性耦合, 达到至所述RF路径的连接。
28. 根据权利要求26所述的系统,还包括户内单元(IDU)、户外单 元(ODU)以及连接在所述IDU和所述ODU之间的线缆,其中所述 IDU、所述ODU或者所述IDU和所述ODU两者具有与自身相关联的 SDPM。
29. 根据权利要求28所述的系统,其中,与所述IDU相关联的SDPM 位于到所述线缆的连接处。
30. 根据权利要求28所述的系统,其中,与所述IDU相关联的SDPM位于电力进线口处。
31. 根据权利要求28所述的系统,其中,所述ODU被封入外壳,并 且其中,与所述ODU相关联的SDPM位于到在所述外壳内的或者在所述 外壳外的线缆的连接处。
32. 根据权利要求28所述的系统,其中,所述ODU包括操作为连接 至所述RF路径的收发器。
33. 根据权利要求32所述的系统,其中,所述RF路径适用于运载去 往和来自所述收发器的IF (中频)信号分量,并且其中,所述收发器适用 于无线地发送和接收与所述IF信号分量相关联的微波信号。
34. 根据权利要求28所述的系统,其中,所述ODU包括操作为耦合 至所述DC路径的DC电力模块。
35. —种用于分发信号并用于检测、抑制和记录浪涌事件的方法,包 括以下步骤提供RF路径;提供DC路径,所述DC路径感性地耦合至所述RF路径;以及提供浪涌保护和检测装置,包括提供浪涌保护部件,所述浪涌保护部件具有操作为连接在所述 DC路径和地之间一个或多个箝位装置,以箝位与浪涌事件相关的浪 涌能量,以及提供浪涌检测器,所述浪涌检测器操作为连接至所述RF路径,所述浪涌检测器从所述RF路径接收与这样的浪涌事件相关的经衰减 的浪涌能量,其中所述浪涌检测器适用于提供所述浪涌事件的标记以 便用于记录所述浪涌事件供将来参考。
36. 根据权利要求35所述的方法,还包括提供处理器的步骤,所述处 理器适用于基于来自所述浪涌检测器的标记来管理浪涌事件的记录。
37. —种用于分发信号并用于检测、抑制和记录浪涌事件的方法,包 括以下步骤接收包括与浪涌事件相关的浪涌分量、DC分量以及RF分量的信号; 通过RF路径传播所述RF分量,同时将所述DC分量从所述RF路径 阻隔开;通过DC路径传播所述DC分量,其中所述DC路径感性地耦合至所 述RF路径;通过包括操作为连接至地的一个或多个箝位装置的所述DC路径传播 所述浪涌分量,并且在所述一个或多个箝位装置处箝位所述浪涌分量;以 及检测所述浪涌分量的剩余,并且基于所述剩余来记录所述浪涌事件。
全文摘要
本发明考虑了用于分发RF和DC信号并且检测、记录和抑制与诸如雷电和电力线浪涌之类的浪涌事件相关联的浪涌能量的系统和方法。检测和记录被提供以便判断故障的可能原因以及谁可能负责修理。抑制被提供以便保护诸如拼装的无线的无线电系统之类的电气设备免遭由浪涌事件引起的灾难性故障。
文档编号H04M1/24GK101523875SQ200780036921
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月24日 优先权日2006年10月2日
发明者友明·秦, 大卫·C.M·潘姆, 弗兰克·S·马苏莫托 申请人:哈里斯施特拉特克斯网络运行公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1