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射频传输线、射频设备和用于监控包括该设备的设施的系统


技术摘要:
本发明涉及一种射频传输线(90),其被配置为允许射频电信号在第一端(120)和第二端(125)之间传输,传输线(90)包括主导体(135)和电连接到传输线(90)的电接地的接地平面(140)。接地平面(140)包括串联连接在第一端(120)和第二端(125)之间的一组部位(152,157)和一组第二电容  全部
背景技术:
许多设备包括能够经由频率在1兆赫兹(MHz)和100千兆赫兹(GHz)范围之间的电 磁波来交换数据的射频通信模块。这些设备通常包括能够生成或接收射频电信号的控制模 块,以及允许将这些电信号转换成电磁波并且反之亦然的一个或多个天线。 这种设备被用于大量的应用中,并且可以由大量不同的电源供电,特别是通过简 单地连接到具有可能对人类构成风险的高电压的配电网络。由设备外部的电源传递的电压 通常经由内部供电电路进行适配,该内部供电电路则向一个或多个控制模块供应电压、电 流,并且必要时供应合适的频率。为了保护潜在用户免受电气风险,该设备通常包括用于保 护和电气隔离的外壳,该外壳包围转换电路和(多个)控制模块。这些设备通常集成在能阻 挡无线电波的电气外罩或面板中。 在一些情况下,外壳对由天线发射和/或接收的电磁波的传播形成障碍。在其他情 况下,该设备被设置在包括形成这种障碍的外壳或封套的设施中,或者被设置在安装在不 允许射频信号直接传播远至打算接收该信息的设备的位置的设施中,特别是在金属外罩的 情况下。在这些情况下,天线被设置在设备的外壳或设施的外壳的外部,或者甚至相对于在 有利于射频波传播的地方的设施而远离地设置。那么有必要提供穿过外壳或外罩的壁并将 天线连接到(多个)控制模块的连接器。为了保护用户免受电击的风险,提供内部供电电路, 以便允许外部电流源和控制模块之间的隔离,特别是动电(galvanic)隔离。因此,隔离发生 在内部供电电路之内,使得处于内部供电电路下游的所有元件都与外部电源隔离。 然而,允许处于下游的元件相对于处于上游的元件的隔离的内部供电电路通常体 积大且难以适配,因为它们包括属性被几何形状固定并且常常是专门为某些应用而设计的 变压器。 因此,需要一种包括天线和电源的射频设备,其允许天线的良好隔离,同时具有较 小尺寸。
技术实现要素:
为此,提供了一种射频传输线,该传输线具有第一端和第二端,该传输线被配置为 允许射频电信号在第一端和第二端之间传输,该传输线包括主导体和电连接到传输线的电 接地的接地平面,主导体包括串联连接在第一端和第二端之间的一组部位和一组第一电容 器,该组部位包括一组第一部位,每个第一电容器插入在两个相邻的第一部位之间,每个第 一电容器包括第一电极和第二电极,第一电极电连接到第一电容器插入其间的第一部位中 的一个第一部位,第二电极电连接到第一电容器插入其间的第一部位中的另一个第一部 位,接地平面包括串联连接在第一端和第二端之间的一组部位和一组第二电容器,该组部 4 CN 111585600 A 说 明 书 2/12 页 位包括一组第二部位,每个第二电容器插入在两个相邻的第二部位之间,每个第二电容器 包括第三电极和第四电极,第三电极电连接到第二电容器插入其间的第二部位中的一个第 二部位,第四电极电连接到第二电容器插入其间的第二部位中的另一个第二部位。 由于本发明,传输线的两端有效地彼此隔离,特别是对于频率低的电信号,例如小 于或等于10千赫兹(kHz),而同时允许射频电信号在这两端之间传输。包括含有该传输线的 射频电路的设备则能够包括非隔离的电源,处于外壳的外部的射频电路的元件则通过传输 线与电路的其余部分隔离,使得即使电路的一部分被供应了对人类有风险的电压,操作者 也可以无风险地触摸这些元件。然后,对于电路的这个非隔离部分,可以使用比现有技术中 使用的组件尺寸更小的组件,并且特别是电源。 根据特定实施例,射频传输线包括单独或根据所有技术上可能的组合的以下特征 中的一个或多个: -每个第一电容器被配置用于在第一电容器发生电气故障的情况下防止电流在第 一电极和第二电极之间穿过,并且每个第二电容器被配置用于在第二电容器发生电气故障 的情况下防止电流在第三电极和第四电极之间穿过; -每个第一电容器和每个第二电容器的电容大于或等于10皮法,特别是在10皮法 和4.7纳法之间的范围内; -此外,主导体包括至少两个第三部位和电容小于或等于50皮法的至少一个第三 电容器,第三电容器插入在两个第三部位之间并且包括第五电极和第六电极,第五电极电 连接到第三部位中的一个第三部位,第六电极电连接到另一个第三部位; -该传输线还包括至少一个电压限幅电路,该电压限幅电路被配置用于按绝对值 限制主导体和接地平面之间的电势差; -每个电压限幅电路包括电连接到主导体的第二部位的第一连接端子和电连接到 接地平面的第二连接端子; -传输线包括具有彼此平行的两个安装面的基板,主导体的每个第一电容器安装 在安装面中的一个安装面上,接地平面的每个第二电容器安装在另一个安装面上,每个安 装面垂直于与基板正交的方向,主导体的每个第一电容器在法线方向上与接地平面的相应 第二电容器对齐。 还提供了一种射频设备,其包括如前所述的射频传输线。 根据一个特定实施例,射频设备包括控制模块、经由射频传输线连接到控制模块 的天线、以及能够接收第一电压并将第一电压转换成用于控制模块的第二电源电压的电 源,特别地,第一电压大于或等于24伏。 还提供了一种用于监控包括外壳的设施的系统,该系统包括射频设备和集中设 备,天线设置在外壳的外部,控制模块容纳在外壳的内部,传输线被配置用于在控制模块和 天线之间传输射频电信号,控制模块被配置用于经由天线通过射频通信与集中设备通信。 附图说明 通过阅读以下描述,本发明的各种特征和优点将变得显而易见,所述描述仅通过 非限制性示例给出,并参考附图给出,其中: 图1是包括含有射频传输线的射频设备的设施的示意表示, 5 CN 111585600 A 说 明 书 3/12 页 图2是图1中的传输线的部分示意性截面表示, 图3是图2中的传输线的部分电路图,以及 图4是图1中的设施的特定实施例的示意表示。
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