专利名称：耦合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耦合装置，并且特别地涉及一种从同轴导线到空气或由电介质填充的空心导线的过渡。
这种耦合装置是已知的并且例如用于以下仪表中，在该仪表中，在合适的电子电路中产生的高频电磁信号被经由同轴电缆从电子电路传递到空心导线或波导。通常为此在空心导线内或上提供插塞连接。同轴电缆的内导体在空心导线内部作为激励销而延续。正如从电磁波传播理论以及特别是对于空心导线所已知的，在同轴电缆中存在的TEM模式被转换为空心导线的基本模式TE11。
电磁信号从同轴导线到空心导线的这种耦合类型的耦合装置或设置在用于发送及接收电磁信号的仪表中得到使用，诸如在无线电设备中，在基于行程时间方法的距离测量仪表中，以及特别地在工业测量技术的使用行程时间原理的料位测量仪表中。
在现有的耦合装置的情况中，例如从侧部耦合进入空心导线，其中同轴导线的内导体以销或蘑菇状激励器的形式用于在空心导线激励TE11模式。这种侧向耦合需要外部插塞连接，并且因而对于空间有较高需求。组装也不方便。侧向耦合还不适用于没有HF电缆的直接耦合。
已知另一种耦合，其中同轴电缆的内导体“从后面”延伸通过空心导线的后壁进入空心导线并进一步在其内部以线环的形式延续。线环的一端与空心导线的后壁电连接。由于难以HF匹配以及较低的鲁棒性，这种耦合不易制造。由于它是窄带的，所以它不适用于许多应用。
美国专利No.3,737,812说明了另一种耦合，其“从后面”进入空心导线。在这种耦合的情况中，同轴电缆的内导体以台阶状几何结构扩展进入空心导线并在空心导线的内部与侧壁电接触。这种耦合的制造非常复杂且昂贵，并且其HF匹配不简单。
因此，本发明的目的是提供一种用于耦合的设置，其避免上述缺点，特别是节省空间、制造简单且鲁棒，并且允许简单的HF匹配，适合宽带应用。
根据本发明，通过用于将电磁信号从同轴导线耦合入空心导线的设置而实现该目的，其中同轴电缆的内导体通入空心导线的后壁，内导体作为激励销在空心导线中延续，并且激励销远离空心导线后壁的尖端与空心导线的侧壁导电连接。
在本发明的设置的特别的实施例中，空心导线具有圆柱形孔。
在本发明的设置的另一实施例中，提供具有圆锥形孔的空心导线。
在本发明的设置的另一实施例中，同轴电缆的内导体偏心地通入空心导线的后壁。
在本发明的设置的另一实施例中，空心导线的孔由电介质材料填充，优选地由全氟塑料填充。
本发明的特别的优点在于，它不仅节省空间而且因而还节约材料。更重要的是，它能够得到良好的宽带HF匹配以及简单且成本低廉的制造。通过激励销与空心导线的壁的电接触，防止了在激励销上形成的静电荷。
现在参考附图，基于实施例详细解释和说明本发明，附图中
图1是从同轴电缆耦合进入空心导线的示意图2以部分示意图显示了根据本发明的用于耦合的设置的实施例；图3是图2的设置的空心导线剖面的透视图，其比例比图2中的小；和图4从空心导线的前面看，以透视图显示了图3的设置。
为了简化，在附图中对于相同的元件、模块和设备使用相同的附图标记。
图1的示意图用于大体解释在将高频电磁信号从同轴电缆12耦合入空心导线14例如圆形空心导线的情况中的设置10和过程。同轴电缆12的内导体16通入空心导线14的后壁18。内导体16作为空心导线14中的激励销20延续，并且激励销20的远离空心导线后壁18的尖端22与空心导线14的侧壁24导电连接。正如已知的，这里考虑的是将同轴电缆12中的TEM波转换为TE11波。为此，空心导线14的尺寸使得除了TEM和TE11，不能传播更高的模式，因为TEM和TE11具有MAXWELL方程的最低存在解。TEM波的场分布的受到干扰的旋转对称导致TE11波的非对称场分布。在干扰位置的反射必须被受到破坏地干涉。这些过程由图1的上部中的流程图说明。对了讨论，将设置10分割为三个部分A、B、C，其中部分A代表TEM波可以传播的区域，部分B代表TEM和TE11波都可以传播的区域，部分C代表TE11波可以传播的区域。
为了获得良好的耦合性能，必须这样优化设置10的几何结构，使得两个反射的TEM波(见图1上部的图表)破坏性地干涉，即，相移π；并且使得发射的TE11波建设性地干涉，即，相移2π。
然而，在图1中所示的例子的情况中，激励销20在空心导线14的侧壁24上的陡峭过渡仅可以获得相对小的带宽。
本发明通过令激励销20到侧壁24上的过渡比图1中显示的更柔和而解决这个问题。
图2显示了本发明的设置10，其中没有绘出同轴电缆(见图1)。同轴电缆的内导体16方便地导入空心导线的后壁18中的玻璃通孔28中。空心导线14，例如圆形空心导线优选地由电介质材料填充，优选地由全氟塑料例如聚四氟乙烯或全氟烷氧基共聚物构成的材料填充。激励销20被构成为直的销并且以相对于侧壁24倾斜的角度在空心导线内部延伸。在激励销20与空心导线14的侧壁24电接触的区域，相应的槽钻入填充空心导线14的电介质材料圆柱体26中，从而在已经安置的激励销20的情况中，圆柱体26可以被推入空心导线14。方便地，特别注意激励销20的接触，因为它必须被非常小心地进行。激励销20在玻璃通孔28的导线16上的接触以及在空心导线14的侧壁24上的接触上都有高电流在表面上流过。
图3和4透视地显示了图2的本发明的设置10。可见的是空心导线14、其后壁18、激励销20和玻璃通孔28。对于图3，选择部分视图，其中电介质材料的圆柱体26(见图2)没有显示。图4以进入空心导线14内部的正视图显示了设置10。
所有的三个图2、3和4都清楚地显示，同轴电缆的内导体16的玻璃通孔28偏心地设置在空心导线14的后壁18中。相应地，激励销20也在后壁18上偏心地就位于空心导线14内部。
代替这里显示的具有圆柱形孔的圆形中空导线，例如在本发明的一个特殊实施例中，也可以使用具有圆锥形孔的中空导线。
试验已经显示，本发明的用于耦合的设置非常好地适于工业测量技术的料位测量仪表，利用高频电磁测量信号确定容器或水池中的介质的料位，其中所述的测量信号被发射至介质并在其上反射然后被根据行程时间原理而分析。
权利要求
1.用于将电磁信号从同轴电缆(12)耦合入空心导线(14)的设置(10)，其中同轴电缆(12)的内导体(16)通入空心导线(14)的后壁(18)，内导体(16)作为激励销(20)在空心导线(14)中延续，并且激励销(20)远离空心导线(14)后壁(18)的尖端(22)与空心导线(14)的侧壁(24)导电连接。
2.根据权利要求1的设置，其中空心导线(14)具有圆柱形孔。
3.根据权利要求1的设置，其中空心导线(14)具有圆锥柱形孔。
4.根据权利要求1、2或3的设置，其中同轴电缆(12)的内导体(16)偏心地通入空心导线(14)的后壁(18)。
5.根据权利要求2、3或4的设置，其中空心导线(14)的孔由电介质材料(26)填充。
6.根据权利要求5的设置，其中电介质材料(26)是全氟塑料。
全文摘要
为了优化迄今的耦合，本发明提供了一种设置(10)，用于将电磁信号从同轴电缆耦合入空心导线(14)，其中空心导线(14)中的激励销(20)从空心导线(14)的后壁(18)延续并且与空心导线(14)的侧壁(24)导电连接。
文档编号H01P5/10GK1902780SQ200480037910
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月14日 优先权日2003年12月18日
发明者陈琪, 克劳斯·法伊斯特, 埃里克·贝格曼 申请人:因德莱斯和豪瑟尔两合公司