CN100466396C - 同轴插塞连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同轴插塞连接器，所述同轴插塞连接器可用于高频，特别是在GHz范围内，它具有一个插座部分(B)和一个插头部分(S)以及一个弹簧弹性的电接触元件(11)。该接触元件(11)将插座部分(B)的外导体与插头部分(S)的外导体连接起来，并设置置在插头部分(S)和插座部分(B)之间。接触元件(11)具有多个弹簧弹性的部分(13)，这些弹簧弹性的部分分别在径向的弹簧弹性张力下形成一个接触点(16b)以用于插座(B)的外导体、形成一个接触点(16a)以用于插头部分(S)的外导体。所述的接触点(16a，16b)最好处在一个平面中，该平面垂直于插塞连接器的纵轴线并靠近插头部分(S)的一个端面(25)延伸。直至大约65GHz，该连接器都是稳定的。

Description

同轴插塞连接器
本发明涉及一种用于高频特别是在毫米波段内的同轴插塞连接器，它具有一个插座部分和插头部分以及一个有弹簧弹性的电接触元件，该接触元件在径向将插座部分的外导体同插头部分的外导体连接起来，并设置在插头部分和插座部分之间。
DE 38 14 069C公开过上述的那种插塞连接器。该插塞连接器具有一个中凸的且分布的接触簧带作为接触元件，该接触簧带被嵌置在插座部分或插头部分的一个环形槽中。接触簧带可通过向外的凸度而获得其径向弹簧特性。槽的底面顺随着处于延伸状态中的接触簧带的弯曲线。接触簧带通过很多的切口而分成为多个弹簧片，这些弹簧片也是有凸度的，并分别在其端头经由一个边缘而彼此相连。而在甚高频条件下，特别在超过6GHz的频率条件下，这种连接器是不稳定的。
DE 195 36 276A和US 5 938 465也公开过同轴的MMCX插塞连接器。
在现有技术中，已知有如图8a和8b所示的那种径向接触元件。图8a所示的径向接触元件是设计成筐形的，与上面述及的DE 38 14069 C所提出的那种大致相当。但这种接触元件在超过大约6GHz时也不能确保所要求的稳定性。在图8b中所示的开槽的、有弹簧弹性的外导体也不能满足所述及的那些要求。因此，在采用它们时，涉及弯曲力矩的机械稳定性是不够的。
还有许多插塞连接器也是众所周知的，采用它们时，一个轴向接触元件应保证插头部分和插座部分之间的电接触。特别已知的是图7a所示的波型板、图7b所示的带槽隙的盘形弹簧以及图7c所示的多级的电成型件。还已知有不带槽隙的盘形弹簧。对于这些轴向接触元件，存在这样一个困难:必须保持一种比较高的轴向力。在采用螺旋连接器时，可以毫无问题地实现这一点。在采用快速耦联器即所谓的“推一拉”式连接器时，它们具有较大结构，所以通过其合适的结构性措施，也能实现上述要求。然而，配有快速耦联器和小外径例如2mm的连接器几乎不可能在结构设计上以合理的花费保证所要求的轴向夹紧力。
本发明的目的是，提出一种所述类型的插塞连接器，这种插塞连接器在甚高频条件下特别是在超过6GHz的频率条件下是稳定的。
对于这种同轴插塞连接器，上述目的是通过以下措施实现的:接触元件具有多个弹簧弹性的部分，这些弹簧弹性的部分，分别在径向的弹簧弹性张力的情况下，形成一个接触点以用于插座部分的外导体和形成一个接触点以用于插头部分的外导体。在本发明提出的插塞连接器中，每个弹簧弹性的部分在张力下形成一个接触点与插座部分的外导体相接触、一个接触点与插头部分相接触。测量结果已证明:这样，共振可以向上推移并可特别超过6GHz，从而可达到一个高的稳定性。可以放弃一种轴向接触，使得即使在几个毫米的小尺寸情况下，也能实现一种简单的和可安全操作的插塞连接。此外，本发明提出的插塞连接器还可以同已知的MMCX连接器相耦联。
在下述情况下可达到一个特别高的稳定性:根据本发明的一项发展，接触点都在一个平面内，该平面垂直于插塞连接器的纵轴线并靠近插头部分的前端延伸。
接触元件可以在制造成本上很合算地得以实现，为此，根据本发明的一项发展将其设计成冠状的，而且特别具有多个依轴向延伸的且一侧开口的切口。在此情况下，该接触元件可以用相应的管段予以实现。
根据本发明的一项发展，做了如下规定:弹簧弹性的部分为凸片，它们各自围绕其纵轴线扭转。接触元件也可以按几个毫米的很小尺寸作为套状部分予以实现。
测量结果证明，插塞连接器直到大约65GHz都是稳定的，为此，根据本发明的一项发展，接触元件具有6个以上、最好是8-12个、特别是10个弹簧弹性的部分。
接触元件最好安置在插座部分的一个槽中。插头部分在耦联时被引入到接触元件中。各弹簧弹性的部分沿着插头部分的推入方向的轴向延伸，而在推入插头部分时在径向上朝外加以夹紧。即使在两个连接部分偏心地一起插入时，也能避免接触元件受到损坏。
其它有利的特征见各项从属权利要求、后面的说明及附图所述。
下面将参照附图对本发明的一个实施例作详细说明。附图表示:
图1本发明提出的插塞连接器的一个纵剖面图，其中，各个部分另外以透视图表示；
图2一个接触元件的透视图，以很大比例放大；
图3插座部分的一个透视图，其中，各个部分已被拆开；
图4插塞连接器沿图1中的IV-IV线的一个横截面图；
图5和6本发明提出的插塞连接器的反射特性(图5)和透射特性(图6)的测量曲线；
图7a至7c按现有技术的轴向接触元件；
图8a和8b按现有技术的径向接触元件。
图1中所示的同轴连接器1是一种插塞连接器，也叫“推—拉(push-pull)”式连接器，它与螺旋连接器不同，是不用螺纹连接的。一个插座部分具有一个外壳部分9，该外壳部分形成一个外导体并与一条同轴电缆2相连。该同轴电缆2有一个常规的外导体4，该外导体可导电地与外壳部分9相连。一个内导体6以一个电介质5与外导体4分开，并与一个弹簧套7实现电连接。弹簧套7沿着一个阶梯孔口20的纵向延伸，该阶梯孔口具有一个凸肩21。
插座部分B与一个插头部分S相接合，该插头部分具有一个带有一通孔22的外壳部分10，它同样形成一个外导体。外壳部分10与一条同轴电缆3相连，此同轴电缆可以如同轴电缆2一样设计。一个插头脚8将同轴电缆3的内导体与同轴电缆2的内导体连接起来。插头脚8和弹簧套7都可以按已知方式加以设计。
在外壳10的筒柱状外边上加工出一个环绕的槽23，在该槽中嵌置了一个卡环19，该卡环为了轴向安全定位而与外壳9的一个倾斜面24配合。卡环19是开槽的，是如此地嵌置在槽23中，使得它在结合插头部分S和插座部分B时在径向上受压缩。如果插座部分B和插头部分S在轴向上受压缩，则卡环19便卡紧在由倾斜的面24所形成的凹穴中，并将两个部分S和B卡定在图1中所示的联接位置上。借助倾斜的面24产生一轴向张力，该张力使两个部分S和B抵抗一个相应的分离力而保持在所示的位置上。为了松开这种连接，将两个部分B和S沿轴向拉开，其中，卡环19再次在径向上受到压缩。
沿插头部分S的插入方向观察，在倾斜面24后面，在外壳部分9上加工出了一个浅的一端开口的槽18，如图3所示。该槽18用于放置一个接触元件11，该接触元件如图2所示形成一个封闭的冠形套。该接触元件11是用一种导电材料特别是用一种弹簧弹性的金属制成的，并具有一个环绕的保持环12，该保持环如图1所示被嵌置在槽18中。在该保持环12上成形出多个特别是10个凸片13，这些凸片分别借助一个开口的切口14而彼此分开。所述凸片13分别围绕其纵轴线转过一个比较小的角度。
凸片13各自具有一个端面15，它们处在一个平面中，该平面垂直于插塞连接器1的纵向延伸，并直接在外壳部分10的一个端面25后面伸展。各凸片13处在一个空隙17中，该空隙略宽于凸片13的壁厚。凸片13是如此扭转的，即，使得它们各自如图4所示以一个外侧角部16b形成一个与外壳部分9的接触点、以一个内侧角部16a形成一个与外壳部分10的接触点。因此，接触元件11形成多个径向的和点状的接触点16b以用于外壳部分9，并形成多个径向的和点状的接触点以用于外壳部分10，其中，当连接件2被弯曲或者被拉引到两个部分B和S上时，上述接触点也可通过凸片13的弹簧弹性张力而保持直立状态。此外，通过凸片13的张力，还可抵消空隙17宽度上的允许偏差。两个外壳部分9和10最好不开槽，因而是封闭的，从而可抵消一个特别高的弯曲力矩。
如上所述，切口14是一侧开口的，并具有一个较短的长度，特别是这一长度小于1.7mm，最好是1.1mm。因此，凸片13都是比较敏感的部分，它们在联接时不允许受到损伤。由于插头部分S及外壳部分10是依凸片13的延伸方向被推入到接触元件11中，所以当两个部分B和S偏心地合拢时，凸片13也不会受到损伤。即使在松开时也完全可以排除对凸片13的损害。
按图5和6的测量表示出对高达65GHz的稳定性。还对本发明提出的连接件进行了测量，配有分别为13cm长的“半刚性”的电缆2和3，这些电缆分别与插座部分B及插头部分S相焊接。为了测量，将两电缆2和3旋拧在测量位置上，并将之彼此联结起来。测量是利用一种矢量网络分析仪(网络分析器)进行的。
一方面如图5所示，测量失配衰耗(回流损失，S11正向反射)；另一方面如图6所示，测量插入衰减(插入损耗，S21正向透射(传输))。在从0.13至65GHz频率范围内进行了测量。在测量过程中，连接件要被弯曲和拉引。失配衰耗是反射的功率对输入功率的对数比率，以dB计。一个无反射的导线具有负无穷dB的RL，相反地，一个短路则为0dB。插入衰减是传输的功率对输入功率的对数比率，以dB计，无损耗的导线具有为0dB的插入衰减(插入损耗)，而短路了的导线具有负无穷dB的插入损耗。在图5和6所示的测量中，分别只表示幅度。测量结果特别表明:在频率小于65GHz时，即使弯曲和拉引连接部分或电缆上也不会产生重大的和干扰性的反射。
附图标记一览表
1       连接器
2       同轴电缆
3       同轴电缆
4       外导体
5       电介质
6       内导体
7       弹簧套
8       插头脚
9       外壳部分
10      外壳部分
11      接触元件
12      保持环
13      凸片
14      切口
15      端侧
16      角部
17      空隙
18      槽
19      卡环
20      阶梯孔口
21      凸肩
22      通孔
23      槽
24      面
25      端面
B       插座部分
S       插头部分

Claims (17)

1.用于高频的同轴插塞连接器，具有：一个插座部分(B)和一个插头部分(S)以及一个弹簧弹性的电接触元件(11)，所述接触元件在径向上将插座部分(B)的外导体与插头部分(S)的外导体连接起来，并且所述接触元件设置在插头部分(S)和插座部分(B)之间，其特征在于：所述接触元件(11)具有多个弹簧弹性的部分(13)，这些弹簧弹性的部分分别在径向的弹簧弹性张力下形成一个与插座部分(B)的外导体的接触点(16b)和一个与插头部分(S)的外导体的接触点；其中，所述的接触点(16a，16b)处在一个平面中，该平面垂直于插塞连接器的纵轴线并靠近插头部分(S)的一个端面(25)延伸。
2.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件(11)设计成冠状的。
3.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件(11)具有多个轴向延伸的且一侧开口的切口(14)。
4.按权利要求3所述的插塞连接器，其特征在于：各弹簧弹性的部分(13)分别通过两个切口(14)而形成。
5.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：所述弹簧弹性的部分(13)为凸片，它们分别围绕其纵轴线转过一个比较小的角度。
6.按权利要求5所述的插塞连接器，其特征在于：凸片(13)的两个外部的、彼此间隔开的角部(16a，16b)分别形成一个接触点，其中，一个接触点(16a)是为插头部分(S)的外壳部分(10)而形成的，另一个接触点(16b)是为插座部分(B)的外壳部分(9)而形成的。
7.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件(11)具有6个以上弹簧弹性的部分(13)。
8.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件(11)在一端上具有一个环绕的保持环(12)，在此保持环上成形所述弹簧弹性的部分(13)，且所述保持环嵌入到插座部分(B)的一个槽(18)中。
9.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：所述弹簧弹性的部分(13)具有最大约1.7mm的长度。
10.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：在插头部分(S)上或在插座部分(B)上设置一个卡扣件(19)，该卡扣件沿插头部分(S)的插入方向观察设置于接触元件(11)的前面。
11.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：所述弹簧弹性的部分(13)沿着插头部分(S)的插入方向从一保持环(12)轴向延伸基本上直到插头部分(S)的一个端面(25)。
12.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：插座部分(B)和/或插头部分(S)具有一个封闭的因而是不开槽的外壳部分(9，10)。
13.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：此插塞连接器能够与MMCX连接器相耦联。
14.按权利要求7所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件具有8至12个弹簧弹性的部分。
15.按权利要求14所述的插塞连接器，其特征在于：接触元件具有10个弹簧弹性的部分。
16.按权利要求9所述的插塞连接器，其特征在于：所述弹簧弹性的部分具有1.1mm的长度。
17.按权利要求1所述的插塞连接器，其特征在于：所述高频是在毫米波段内。
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