專利名稱：Catv分接頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在通信網中特別是在共用天線電視(CATV)網中使用的分接頭(tap)或是分線器(splitter)。
盡管使用中的網絡具有各種各樣的結構，但是它們都包括一條從發射機或中繼站敷設的電纜，必須通過電纜把信號分接到用戶。分接點通常出現在沿著電纜的若干個位置上。因此，分接頭必須能接收輸入信號，分離出一部分信號，并且把剩余的信號傳送到下游的下一個分線器。如果所用的器件不是用來為用戶分離信號，通常就稱其為分線器，而不是分接頭。為了方便，在本文中統一使用″分線器″這一術語。
網絡操作員通常需要向用戶提供電源，并且這種電源可以簡便地沿著與分線器互連的同一條主電纜來傳送。因此，這條電纜就要傳送通常是低頻的AC電源和諸如射頻(RF)信號等高頻信號的組合信號。在這種情況下，分線器還具有從輸入的組合信號中分離出電源的附加功能。
我們在研究中發現目前使用的分線器結構不容易適應特定場合的條件或是網絡的要求。因此，根據每個分線器的用戶數量，衰減的要求，以及電源分配方式的要求必須制造出多種不同結構的產品。本發明為了克服這些問題而設計了一種可以被視為組件結構的分線器。
本發明所提供的分線器包括用于接收輸入信號的輸入端口；用于輸出信號的直通端口；一個裝置，用于從輸入信號中分離出第一部分電源，并且把第二部分電源傳送給直通端口；以及有選擇地包括一個可拆除的電源分配組件，用于接收上述第一部分電源，并且具有至少一個電源輸出端。
另一種新的發明是一個分線器，它包括用于接收輸入信號的輸入端口；用于輸出信號的直通端口；信號分配端口(signal drop port)；物理上可拆除的一個電路，用于從輸入信號中分離出第一部分，將其傳送給信號下線端口，并且把來自輸入端口的輸入信號的第二部分傳送給直通端口；以及一個開關，用于在物理上拆除電路時形成輸入端口與直通端口的電氣互連。
以上的各種特征是可以組合的。
在附圖中進一步體現了本發明的內容，其中的
圖1是一個分線器的透視圖；圖2A，2B，2C和2D表示分線器內部的一個開關的截面圖；圖3A和3B表示分線器電源下線端口的局部透視圖；圖4和5表示分線器和一個電源分配組件的透視圖；圖6-8表示下線端口上的電纜密封方式；圖9-11表示主端口上的電纜密封方式；圖12表示被封鎖的主端口上的密封方式；以及圖13和14表示裝有分線器電路的一個可拆除的蓋子。
圖1表示適合在CATV網中使用的一個分線器1。分線器1包括一個外殼2，在其外表面上具有各種端口，用于連接各種各樣的輸入和輸出電纜，并在其內部設有電子電路和開關等，可用于分離輸入信號和/或分離電源和高頻分量，并且提供所需的衰減。
如上所述，這種分線器被裝設在CATV網中主電纜線路的一個點上，在該點分離或分接信號，以便將其傳送給用戶。這種分線器1具有一個輸入端口(端口3被用于所有的在線布置方式，而端口4被用于所有的對接布置方式)，用于接收電纜所提供的來自一個CATV發射機的信號，以及連接到一條電纜的直通端口(端口5或端口6分別被用于在線和對接的布置方式)，該電纜通過網絡進一步把信號(或是部分信號)傳送給例如另一個類似的分線器。分線器分離出一部分輸入信號，并且將其提供給信號下線端口7，提供給用戶的下線電纜連接在端口7上。這種分線器可以具有例如2，4，6，8或更多的這種分配端口7分線器在連接時不需要對主電纜的在線或是對接布置方式進行選擇。反之，它可以僅有3或5個端口，或是僅有4或6個端口(或是一樣一個)。不用的端口可以象下文所述的那樣被封鎖。
需要由分線器1提供信號的電視機或是其他設備通常還需要一個通常為60v AC的外部電源。這一電源通常也是從分線器1獲得的，即由分線器1通過連接到端口3或4的主電纜接收這一電源。這樣，主電纜就需要傳送一種組合的電源和高頻(通常稱為RF或是射頻)信號。
可以通過連接到下線端口7上的下線電纜向用戶提供電源，因此這一端口7也需要傳送組合的電源和高頻信號。然而，如果用戶不希望在他的電視機下線電纜上提供60伏電源，這樣做就不合適了，因此我們寧愿通過專用的電源線向用戶提供電源。
因此在分線器1上設有專用的電源分配端口8。從輸入線路上分離出部分電源并且傳送到端口8，剩余的電源被傳送到直通端口(5或6)，提供給下游的下一個分線器。分線器通常包含一個低通濾波器，用于從下線的電源信號中除去高頻信號。
在分線器的端口上可以設有例如切口9一類的裝置，或是其他的凹槽或突出部，用于確保環境密封，以便密封輸入電纜或是裝設關閉插頭。
圖2A是類似于圖1的一個分線器的截面圖(大體上沿著平行于紙面的平面并且是從后面看)。圖2B是沿著圖2A中的箭頭提取的截面圖，而圖2C和2D是與該方向垂直的截面圖。
在圖2A-2D中可以看到外殼2，輸入端口3和4，直通端口5和6，以及分配端口。
設計的端口可以連接同軸電纜(雖然可以提供連接其他電纜的端口)，并且我們設計的插入式端口最好可以接收連接到電纜端頭上的電纜連接器，或是用于直接接收被制成階梯形端頭的電纜。從圖中可以看到用于同軸電纜內導體的觸點10和連接外導體的觸點11。
從圖中還可以看到由移動觸點12A和12B構成的開關12，它在觸點閉合時使輸入端口(3，4)與直通端口(5，6)形成電連接。因此，在開關閉合時，輸入信號就從輸入端口直接傳送到直通端口，沒有任何信號被分離到下線端口上。
然而，如果裝設一個適當的分線電路，就可以使開關12打開。這樣，輸入端口與直通端口之間的直接通路就被切斷了，并且由分線電路來互連這些端口，再把一部分信號傳送到下線端口7。在圖2A-2D中沒有表示這一電路，因此，開關12是閉合的。該電路可以安裝在一個可拆除的蓋上，在放置蓋子時，它應該處于圖2A的正上方，并且當蓋子被放置好時可以使觸點12A和12B分開。
外殼2的下部金屬表面，例如圖2B中所示的右側壁可以構成一個接地面。開關的所有移動部件最好是與這一接地面大體上平行地移動，以便在觸點移動時不會使分線器的高頻特性發生變化。
為了在缺少分線器電路的情況下為下游的分線器提供服務，需要有這種開關12；也可能需要拆除這種電路，以便用不同的電路來代替它(例如較多或較少分配線，或是為了維修或升級)。拆除這一電路時的操作最好不應該造成服務的暫時中斷，因此，在實際拆除該電路時會造成1.(通過開關)使輸入端口與直通端口實現電氣連接；然后2.從輸入和直通端口上斷開電路的電連接。
類似地，在此后更換電路時應該在切斷開關12斷開直接連接之前(通過電路)在輸入和直通端口之間完成連接。
為了避免出現電路沒有完全到位的情況(也就是輸入和直通端口之間的連接是通過開關和電路雙方來完成的情況)，最好使電路通過一個位置，在該位置上完成連接(1)，但是并沒有執行斷開的動作(2)，上述位置并不是穩定的。
最好通過單一的運動(例如通過脫離外殼的直線運動)來實現連接(1)和斷開(2)。另外還希望通過實際拆除的動作完成連接/斷開，而不是預先拆除卡子或是解開鎖定器。
開關12最好是機械式開關，也可以是電子開關，并且應該能通過電路或是與其連接的蓋子(包括蓋子上的某種尖頭或是其他突出物)的直接機械或物理移動來實現直接的機械驅動。
圖2A，2C和2D還表示出了裝置13，它可以是從輸入端口3或4向直通端口5或6傳送電源的線圈。裝置13最好能起到低通濾波器的作用，或是基本上僅僅傳送電源，也就是沒有明顯的高頻，RF或是其他信號進入輸入端口。為了向用戶提供電源，裝置13最好能起到電源分離或分接頭的作用。電源可以從比如線圈的中點上獲得，也就是圖1中用端口8表示的電源下線端口。
雖然在分線器內部通過裝置13進行濾波，還可考慮進一步的濾波。這種進一步的濾波可以在以下所述的一個附加電源分配組件中完成。
圖3A和3B表示如何從電源分配端口8上拆除蓋子。蓋子可以通過直接拉出或是松開螺絲來拆除，如圖3A所示，或是可以如圖3B所示切開一個整體或焊接的蓋子。
圖4表示已經從位于分線器外殼2的外表面上的電源下線端口8上拆除了蓋子之后的一個分線器。在端口8中可以看到一種凝膠或是其他內部密封材料15。一個電源分配組件16正準備連接到分線器上，例如在組件16上的內外同軸觸點17或18與下線端口8中的相應觸點之間正在進行電氣連接。
組件16可以被機械固定在外殼上，用于固定的裝置可以是搭鎖，壓接配合的卡子19A，插在孔19B中的螺栓，或是其他適當的裝置。
圖5表示安裝在外殼上的組件16。最好是不要以可拆除的組件16本身為主來完成從電源以及高頻的輸入信號中分離電源的功能。在此最好把用于分離電源的裝置固定在分線器的主外殼之內。
組件可以提供多種功能之一。例如，可以用組件把從分線器外殼上的信號端口8獲得的電源分配給至少兩個電源輸出端20，并且/或是從端口8分配到不同類型的輸出端，例如分配到適合連接雙絞線對下線的一個輸出端。這種電源輸出可以由絕緣位移連接器或是其他用于固定輸出下線的裝置構成。每個出口上最好具有可以連接兩個導體的連接裝置，例如連接到雙絞線對21的裝置。每個這種輸出端上應該具有凝膠或是其他用于環境密封的裝置。出口的數量應該等于下線信號端口的數量，因為每個用戶通常都需要他自己的專用獨立電源。
由組件16提供的進一步或是另一個功能是濾波。分線器本身可能不具備用于從下線電源中除去高頻信號的濾波器，或是已有的濾波器不能滿足要求。因此需要由組件16來提供低通或是其他適當的濾波性能。
電氣保護的功能可以增加或是改變。在組件內部可以使用過電流或過壓保護裝置，以免電流或電壓被感應或施加到某個下線端口上，否則會損害到分線器電路或是前端的發射或接收設備，或是會損害到其他用戶設備。這種器件還可以保護用戶設備，防止分線器之間的主線路上的電流或電壓的損害。這種器件最好能夠復位，最好能夠自動復位。適用的過電流器件包括由導電聚合物制成的器件，例如Raychem公司注冊商標為Polyswitch的產品。
圖6-8表示把電纜22密封在下線端口7上的各種方式。圖6表示端接到連接器23上的電纜22，連接器23采用螺紋或是其他方式固定在端口7內。把連接器23，接近連接器端部的一部分電纜22以及端口7封閉在一個套管24內，從而形成環境密封。套管24最好是由可彎曲的塑性材料制成，有選擇地包含凝膠15或是其他密封材料，并且有選擇地具有一個卡子26，用于與端口7上例如一個切口9的卡子形成嚙合。套管24可以具有波紋管或是波紋面區域，以便于彎曲和/或伸縮。在圖中表示了插入端口之前的套管以及一個能夠關閉內部電纜通道的帽25，以便能用這種套管密封空閑的端口。為了表示套管的內部結構，在圖中還表示了套管24的一段截面。
在圖7中表示了另一種密封套管的結構。套管27具有所謂環繞包扎的結構，因而可以在連接到端口7上時安裝在電纜22周圍。這樣就能在不中斷用戶服務的條件下實現另一種密封方式。密封套管27由在28處搭接的兩部分構成，并且具有把端口鎖定在閉合位置的卡子。特別如果連接器很短并且象圖中所示沒有從四個端口的頂部突出時，可以用工具30把連接器23連接到端口上。環繞包扎式套管27可以快速搭鎖，并且可以利用26和9的裝置鎖定在端口上，要想重新打開必須將其破壞。這樣可以防止從分線器上竊取信號的非法行為。
圖6和7中特別是圖6的套管可以用于各種各樣的電纜和端口尺寸。
圖8A，8B和8C表示了在不使用圖6和7所示類型的外部獨立套管時如何來密封端口。端口7(特別是其觸點7A)可以插入分線器外表面中(由包圍螺紋觸點7A的直立圓筒形外壁限定)的一個孔32。用套管33包住端口7A。如果用螺紋等方式把連接器23連接到端口7A上，就可以迫使套管33接觸到孔的邊沿，從而形成連接器與外表面之間的密封。
圖9和10表示進入輸入和直通端口的主電纜35的環繞包扎密封和/或固定套管27的安裝方式。套管中可以包含一種凝膠或是其他密封材料。這種套管與圖7中所示的類似，只是大一些。
圖11表示在主電纜35上使用的一種類似于圖6的波紋式套管24。
圖12表示一個準備裝到端口4上的密封帽36，其中包含凝膠或是其他密封材料。圖中還表示了裝好后的帽36。
在帽36，套管24和套管27以及其他用于環境密封的器件上可以設置一種裝置，用于對其所包含或是使用的凝膠或其他密封材料保持壓力。最好對這種密封材料保持壓力，以便使其與被密封的表面保持接觸。壓力可以由帽和套管和/或分線器外殼的彈性來維持。也可以采用其他或是附加的彈性卡子。
密封材料最好包括一種凝膠。最好包括一種油膨脹的聚合材料。建議采用的材料具有的圓錐滲透值是80-400，最好是200-400(0-1mm)(ASTMD217-68)，并且具有至少為100％(ASTM D638-80)，最好至少是200％的極限伸長。其他理想的性能包括小于1MPa的極限拉伸強度(ASTM D412)，小于50KPa的動態儲能模數(dynamic storage modulus)，并且在直到100℃甚至120℃的溫度下具有基本上為零的衰退。作為這類凝膠的一種優點是能夠自密封。因此，在拆除電纜，連接器，組件或是電路板等時可以自動地恢復環境密封。
圖13和14表示的分線器1具有外殼2和蓋子37。在圖13中，蓋子上裝有一個物理上可拆除的電路，從圖中可以看到電路板上的元件38，它用于從進入端口3的輸入信號中分離出第一部分，并且將其傳送給信號下線端口7，并且把輸入信號的第二部分傳送給直通端口(從圖13或14中可見)。拆除蓋子37可以看到開放的外殼，并且拆除了電路。在此建議在拆除分線器電路時不要干擾設在分線器外殼內的用于電源分接的裝置。
在圖13中，下線端口7被安裝在分線器上與蓋子37相反的表面39上，從而通過蓋子的拆除或更換切斷以及接通端口與電路之間的電連接。在分線器內部的各個下線端口和主端口上以及上方的電路上的相應位置可以設置一些觸點(未示出)。
在圖14中，下線端口7被安裝在可拆除的蓋子39上。此時，端口與電路之間的連接可以是永久性的，但是這種結構的缺點是在進入分線器內側或是更換帶電路的蓋子時需要干擾下線分配端口。
權利要求
1.一種分線器包括用于接收輸入信號的一個輸入端口；用于輸出信號的一個直通端口；一個裝置，用于從輸入信號中分離出第一部分電源，并且把第二部分電源傳送給直通端口；以及一個可拆除的電源分配組件，用于接收上述第一部分電源，并且具有至少一個電源輸出端。
2.按照權利要求1的分線器，其特征是用于分離電源的裝置從組合的電源和高頻信號中基本上單獨地分離出電源。
3.按照權利要求1或2的分線器，其特征是上述組件包括一個低通濾波器。
4.按照權利要求1，2和3之一的分線器，其特征是上述組件包括過電流和/或過壓保護。
5.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是上述組件具有至少兩個電源輸出端。
6.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是每個電源輸出端包括一個絕緣位移連接器。
7.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是每個電源輸出端對外部環境是密封的。
8.按照權利要求7的分線器，其特征是環境密封是通過由凝膠構成的裝置所提供的。
9.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是無需拆除電源分離裝置就可以拆除上述組件。
10.按照權利要求9的分線器，其特征是具有一個能與上述組件配合的電源下線端口。
11.按照權利要求10的分線器，其特征是上述電源下線端口設在分線器的外表面上。
12.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是上述組件被安裝在分線器的外表面上。
13.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是具有一個可以連接電纜的端口，通過分線器外表面上的一個孔可以進入該端口，并且有一個套管包圍著上述端口，當連接器被連接到端口上時，就會迫使套管接觸到孔的邊沿，從而在連接器與外表面之間形成密封。
14.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是具有一個能與上述組件相配合的專用電源下線端口，用于接收上述第一部分電源。
15.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是具有一個裝置，用于從輸入信號中分離出第一部分高頻信號，并且把來自輸入信號的第二部分高頻信號傳送到直通端口。
16.按照權利要求15的分線器，其特征是具有一個專用信號下線端口，用于接收上述第一部分高頻信號。
17.一種分線器包括一個輸入端口，用于接收組合的電源和高頻輸入信號；一個直通端口，用于輸出組合的電源和高頻信號；一個電源下線端口；以及一個裝置，用于從輸入信號中基本上單獨地分離出第一部分電源，并且將其傳送到電源分配端口，再把第二部分電源傳送到直通端口。
18.按照以上任一權利要求的分線器，其特征是還包括一個信號下線端口；以及一個電路，用于從輸入信號中分離出第一高頻部分，并將其傳送到信號下線端口，并且把來自輸入端口的輸入信號中的第二高頻部分傳送到直通端口。
19.按照權利要求18的分線器，其特征是還包括用于直接互連輸入端口和直通端口的裝置。
全文摘要
在通信網中特別是在共用天線電視(CATV)網中使用的一種分線器或是分接頭，它包括用于接收輸入信號的輸入端口；用于輸出信號的直通端口；一個裝置，用于從輸入信號中分離出第一部分電源，并且把第二部分電源傳送給直通端口；以及一個可拆除的電源分配組件，用于接收上述第一部分電源，并且具有至少一個電源輸出端。
文檔編號H03H7/48GK1163679SQ9519548
公開日1997年10月29日 申請日期1995年9月26日 優先權日1995年9月26日
發明者W·托爾尼爾, M·科爾哈斯, J·A·平揚 申請人:沃爾特羅斯公司