CN100553052C - 同轴电缆连接器界面 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同轴电缆连接器公接头界面，该公接头中心导体前部的锥形可插入母接头中心导体前部的凹入插孔，其外导体前端薄壁圆筒可插入母导体外导体前部环形插口，外导体薄壁圆筒后部与外导体中段的过渡台阶上，沿台阶内沿设置轴向向前凸起的补偿环；该补偿环与公接头外导体薄壁圆筒之间间隙足以使母接头外导体前部环形插口内圈插入。本发明还公开一种同轴电缆连接器母接头界面，其中心导体前端为开口朝向插接面的凹入插孔，其外导体前端为开口朝向插接面的环形插口，外导体环形插口内圈前部的内径上，具有使内径向后部减小的台阶。上述界面对中心导体和外导体之间金属部分进行空间上的转移，实现补偿效果，达到缩减接头长度，节省材料的目的。

Description

同轴电缆连接器界面

技术领域

本发明涉及电缆连接器技术，尤其是涉及一种同轴电缆连接器界面。

背景技术

同轴电缆广泛用于各种信号传输尤其是视频信号传输的场合，一种典型的同轴电缆的结构如图1所示。

图1示出同轴电缆的中心为一般由铜制成的中心导体101，该中心导体101可以是实心或者空心，其外径被绝缘层102所包围，该绝缘层102之外包覆外导体103，外导体103外包覆绝缘材料制成的外皮104。

使用上述同轴电缆时，不同电缆之间需要有效的连接，以便有效传输信号，避免信号的衰减。为此，现有技术中已经使用了多种同轴电缆的连接装置。各种连接装置都需要符合相关的机械和电气标准，其目的是保证各种连接器之间的互换性，以及保证微波传输效果。其中，同轴电缆以及连接器各个横截面的特性阻抗保持一致是保证微波传输效果的重要指标，如果出现特性阻抗不匹配的情况将导致微波传输信号的反射，降低传输质量。现有技术标准中，同轴电缆连接器在使用状态时能够保持其特性阻抗，这是由于现有标准提供了使连接器相互插接时，其各个横截面特性阻抗相同的连接界面设计方案。以下介绍应用于7/16型同轴电缆连接器，满足在世界范围内广泛发布的DIN 47223标准的公母互配界面。

请参看图2，该图为现有技术下的一种同轴电缆连接器公接头。该图仅示出与连接界面相关的部分。

如图所示，该公接头2为包括里、中、外三层的圆环形结构，其里层为柱状的中心导体21，环绕中心导体21的中间层为绝缘体22，处于外层的为外导体23，以及套接在外导体23上的外螺母24。

所述里层的中心导体21用于与母接头的中心导体插接以及与同轴电缆中心导体101电连接，该中心导体21由两段插接组成，其中，靠近插接面的前部为与母接头中心导体直接插接的锥形凸出211，该锥形凸出211后部具有盲孔，插接有柱状中心导体212，该柱状中心导体212的后部开有前端为锥形的深孔，该深孔用于插入同轴电缆中心导体101。所述锥形凸出211又包括前后两段，前段为锥形2111，其后为圆柱2112，由图2可以看出，圆柱2112上距离锥形2111的后端面一定距离的外径位置上具有台阶2113，通过该台阶2113，该圆柱2112的直径在后部变粗。

所述绝缘体22包括前端绝缘体和后端绝缘体，图中仅示出前端绝缘体，该绝缘体22用于电隔离中心导体21和外导体23。所述绝缘体22的前端面顶住所述中心导体21的锥形凸出211的后端面获得轴向定位；其后端面顶住柱状中心导体212后部的一个台阶以及外导体23内径上的一处台阶获得定位。

所述外导体23依靠绝缘体22的支撑，包围在公接头2的最外层。其外径上具有一个台阶，用于套接所述外螺母24。

图3示出与上述公接头2配合的母接头3的剖视图，该图仅示出与同轴电缆连接器界面相关的前部。该母接头为3为包括里、中、外三层的圆环形结构，其里层为中心导体31，环绕中心导体31的中间层为绝缘体32，处于外层的为外导体33。

所述里层的中心导体31用于与公接头的中心导体插接以及与同轴电缆中心导体101端接，该中心导体31分为前后两段，分别为前段311和后段312。所述前段311朝向插接面的前部为与公接头中心导体插接的凹入插孔3111，该凹入插孔3111采用开瓣结构；在该凹入插孔3111后部通过台阶和锥形过渡到一直径较凹入插孔3111直径小的圆孔3112。所述后段312前端为一个与圆孔3112相配合的前部圆柱3121；该前部圆柱3121通过台阶过渡到后部圆柱3122，该台阶用于顶住所述前段311的后端面使前段311获得定位；该后段312的后端面上开有用于插入同轴电缆中心导体的深孔。所述绝缘体32为圆环状，套在所述中心导体后段312的后部圆柱3122上，其前端面顶住所述中心导体31前段311的后端面，其后端面的内周和外周分别顶住中心导体31后段312的后部台阶和外导体33内径上的一个台阶上，从而获得轴向定位。所述外导体33包围所述绝缘体32；其前端为朝前的环形插口331，以便与公接头前端的薄壁圆筒匹配，该环形插口331的外圈外径上开有螺纹，以便公接头的螺母可以与其旋配。该外导体33前部内径较大，并通过台阶过渡到内径较小的后部，该台阶即为所述前绝缘体321后端面的定位面。

图4为公接头2和母接头3相互插接后的剖面图。母接头前端的凹入插孔3111包围公接头锥形凸出211的锥形2111，其前端面顶住台阶2113的台阶面，这样，包围锥形2111的母接头凹入插孔3111与锥形凸出211的后部圆柱2112形成直径相同的中心导体段，可以满足特性阻抗的匹配要求。

上述连接器界面虽然达到了正常连接的效果，但是也限制了公接头的结构，使该接头必须通过柱状中心导体212才能与同轴电缆连接。这是由于锥形凸出21的后段圆柱需要放置孔径大于电缆中心导体的深孔，因此外径过粗，这样相应的外导体上要有直径较大的内腔才能获得需要的特性阻抗，从这向后过渡就需要采用两段式的中心导体，使之具有较长的轴向空间和直径进行过渡，才能在与同轴电缆连接中实现电气补偿，同时接头的外导体外径就必须相应的较大。

上述过渡结构的存在造成整个公接头中心导体长度增加，与该过渡段相配合，又需要设置相应的绝缘体，即图2中的前绝缘体221；所述外导体也具有相应段配合该段中心导体。

同样，所述母接头3也需要两段式的中心导体，并由此导致绝缘体和外导体的长度增加和外径增加。

上述接头的界面形式由于需要符合相关的技术标准，以实现可替换性，所以本邻域技术人员普遍认为不可能进行改进。

发明内容

对于上述问题，本发明解决的技术问题在于，提供一种同轴电缆连接器连接界面，该界面在满足现有的技术标准的同时，能够省略上述现有技术中，由于电气补偿需要而形成的两段式结构，并由此省略绝缘层和外导体的相应段，获得节省材料和优化的电性能的效果。

本发明提供的一种同轴电缆连接器公接头界面，该公接头中心导体前部的锥形可插入母接头中心导体前部的凹入插孔，其外导体前端的薄壁圆筒可插入母接头外导体前部的环形插口，所述的公接头外导体薄壁圆筒后部与外导体中段的过渡台阶上，沿台阶内沿设置轴向向前凸起的环形薄壁，该环形薄壁称为补偿环；该补偿环与公接头外导体薄壁圆筒之间的间隙足以使母接头外导体前部环形插口的内圈插入。

优选地，公接头和母接头插接到位后，所述补偿环的前端面与所述母接头中心导体凹入插孔前端面之间，存在为获得优化电性能而设计的补偿间隙。

优选地，所述补偿环的根部具有向内径方向伸出的突出台阶，该突出台阶具有向内径方向伸出并遮住中段内径前端出口边缘的边沿，该边沿的后端面形成对公接头绝缘体前端面的轴向定位面。

优选地，在公接头的绝缘体上，开设有进行电气补偿的补偿孔或者补偿槽。

本发明同时提供一种同轴电缆连接器母接头界面，其中心导体前端为开口朝向插接面的凹入插孔，其外导体前端为开口朝向插接面的环形插口，所述外导体环形插口内圈前部的内径上，具有使内径向后部减小的台阶。

优选地，在母接头中心导体后段外径上设置直径缩小的台阶，同时绝缘体前端设置对应凸台。

优选地，在母接头的绝缘体上，开设有进行电气补偿的补偿孔或者补偿槽。

与现有技术相比，本发明提供的同轴电缆连接器界面在符合现有连接界面相互连接的机械结构标准和电气标准的同时，在公接头外导体的薄壁圆筒后部的第一台阶上增加补偿环，在母接头环形插口内圈上增加台阶，这些结构改变中，由于补偿环与外导体的内径面之间存在足够的间隙，不会影响该薄壁圆筒插入母导体的环形插口。母接头环形插口上的台阶也不会影响与公接头的正常插接。由于上述结构的存在，实际上将接头的电气补偿在前部实现，无需采用两段式结构实现电气补偿，使连接器的中心导体可直接连接同轴电缆。最终获得接头用材缩减和优化电性能的效果。

上述公接头和母接头界面，具有共同的技术特征，即无论是公接头上设置补偿环还是母接头的环形插口上设置台阶，实际上是对中心导体和外导体之间金属部分进行空间上的转移腾挪，实现补偿效果，并最终达到缩减接头的长度，节省材料的目的。

本发明提供的公接头界面和母接头界面均不影响已有技术标准的实现，使用上述界面形式的公接头或母接头，相互之间可以插配，并且也可以和现有技术下的未使用该种界面形式的异性插头插配，因此，具有很好的通用性。

本发明为连接器的设计开辟了一条新的设计思路，使现有技术下认为无法改变的连接器界面获得了进行改变的可能性，由此，本发明提出的界面形式在本领域具有重要意义。

附图说明

图1是同轴电缆的结构示意图；

图2是现有技术的同轴电缆连接器公接头前部的结构示意图；

图3是现有技术的同轴电缆连接器母接头前部的结构示意图；

图4是现有技术的同轴电缆连接器界面；

图5是本发明第一实施例的同轴电缆连接器界面的公接头；

图6是本发明第一实施例的同轴电缆连接器界面的母接头；

图7是本发明第一实施例的同轴电缆连接器界面。

具体实施方式

本发明实施例提供公接头和母接头通过插接配合实现的同轴电缆连接器界面。正常工作状态下，公接头和母接头的后部都端接有同轴电缆，由于本专利是对公接头和母接头的相互插接配合的界面部分的改进，因此，本实施例中不介绍公接头和母接头与插接界面无关的后部结构的状态，应当明确，无论是公接头还是母接头，其后部均可以具有多种变化形式，只要可以实现对同轴电缆的正常端接即可；其前部则由于需要与对方插接配合，而与其插接配合的接头，无论是公接头还是母接头，都需要考虑到可互换性，为此，国际上已经提供了相关的设计标准，以保证不同厂家生产的公接头和母接头之间，均可以实现插接配合。上述设计要求包括机械结构方面的尺寸要求，以及为了确保传输效果而对连接界面的各个横截面的特性阻抗提出的要求。任何厂家生产的公接头和母接头都必须符合这些要求以保证其接头与其它接头的插接配合。以下实施例介绍一种应用于7/16型同轴电缆连接器，满足在世界范围内广泛发布的DIN 47223标准的公母互配界面。但是，本实施例中提出的基本结构改进可以广泛使用在各种标准的同轴电缆连接器上。

请参看图5，该图为本发明实施例的同轴电缆连接器界面的公接头与连接界面相关部分的剖视图。

所述公接头5包括从里到外三层，从里至外分别是公接头中心导体51、公接头绝缘体52、公接头外导体53。其界面部分包括公接头中心导体51前端的锥形511、与该锥形511连接的圆柱512、以及公接头外导体53前端的薄壁圆筒531。所述锥形511并非一个完整的锥形，其前端面为一个平面，其锥形的后端面与圆柱512平滑过渡。所述公接头外导体53的薄壁圆筒531后部内径具有过渡到外导体中段的第一台阶532，沿第一台阶532内沿设置平行于中轴线并且轴向向前凸起的环形薄壁，该环形薄壁称为补偿环533；该补偿环533与公接中心导体薄壁圆筒531之间具有一定的间隙，该间隙的宽度要求能够允许母接头外导体前部环形插口的内圈插入。该补偿环533的轴向长度与母接头的尺寸相关，见后叙。该补偿环533根部设置向内径方向伸出的突出台阶534，该突出台阶534具有向内径方向伸出并遮住中段内径前端出口边缘的边沿。该突出台阶534的后端面与所述公接头中心导体51的后端面分别作为绝缘体52的前端面外周、内周的定位面。与连接界面相关部分还包括在该薄壁圆筒531的外部套接的外螺母54，该外螺母54套接在薄壁圆筒531外径后部的台阶上，用于实现与母接头外导体上螺纹的旋紧配合。该公接头的绝缘体52上开设若干盲孔作为补偿孔，也可以开设补偿槽。这些补偿孔或补偿槽可起到调整特性阻抗的作用，按照接头具体的电气补偿需要而设计其尺寸。

请参看图6，该图为本发明第一实施例中同轴电缆连接器界面的母接头与连接界面相关部分的剖视图

如图所示，该同轴电缆连接器母接头为从里到外的圆环形结构，从里到外包括三层，分别是中心导体61、绝缘体62、外导体63。

所述里层的中心导体61为柱状，其前端具有凹入插孔611，后端面开有内径与同轴电缆中心导体外径匹配的轴向通孔612；前端的凹入插孔611与该轴向通孔612之间通过内径收缩的第二台阶613过渡，该第二台阶613具有向内径方向伸出的遮住所述轴向通孔612出口边缘的边沿，作为同轴电缆中心导体前端面的定位面。在通孔所在位置的外径上还具有收缩的第三台阶614，使该中心导体61的外径在后部缩小。所述凹入插孔611为开瓣结构，以使其具有一定的弹性，可插入公接头的锥形凸出。所述轴向通孔612用于从后方向前插入同轴电缆中心导体。所述绝缘体62为圆环状，其中心通孔的内径与同轴电缆中心导体的外径相匹配。该绝缘体62的前端面中心具有圆形凸台621，该圆形凸台621外径与所述中心导体61后端面外径基本相同。该绝缘体62上还可以根据需要开设一个或者若干个轴向的盲孔，这些盲孔作为补偿孔，实现电性能的补偿。这些补偿孔也可以采用轴向设置的补偿环槽代替。图中没有示出该补偿孔或者补偿槽。所述外导体63为圆环状，其内径和外径上均有若干台阶，用于实现各种限位功能和电性能补偿。其中，在其前端为环形插口631，该环形插口631朝向前端方向开口，包括内圈6311和外圈6312，所述内圈6311的内径的前部上具有内径向后收缩的第四台阶63111，该第四台阶63111的台阶面所在位置大致在所述中心导体61的前端卡瓣的卡爪位置；该内圈6311通过收缩的第五台阶6321过渡到内径较小的外导体63中段，并且，该台阶面具有向内径方向伸出并遮住中段内径前端出口边缘的边沿，该边沿的后端面形成对所述绝缘体62前端面的轴向定位面。

图7示出上述公接头5和母接头6相互插接形成的电缆连接器界面。如图所示，该同轴电缆连接器的连接界面指可相互插接的公接头和母接头相互连接的部位。在图7中，公接头5和母接头6已经处于插接到位位置。

前述提及，同轴电缆连接器具有固定的插接标准，只有满足这些标准，才能保证同轴电缆的互换行和电气性能。由于标准的限制，一般认为同轴电缆连接器的界面部分不可能进行改进。而本发明通过在公接头5设置补偿环533提出了一种独辟蹊径的改进方式。以下通过公接头5和母接头6插接后的情况对本发明的连接界面作更加具体的说明。

上述公接头5和母接头6插接配合的具体方式是，公接头中心导体51前端的锥形511插入母接头中心导体前端的凹入插孔611，所述公接头外导体53前端的薄壁圆筒531插入母接头外导体63的环形插口631中，其中，环形插口631的内圈6311通过所述补偿环533与公接中心导体薄壁圆筒531之间的间隙顶住第一台阶532。由于凹入插孔611为开瓣式结构，具有一定的弹性，因此，锥形511在锥形的导向作用下，可顺利进入该开瓣式结构的凹入插孔611中，所述圆柱512也有部分进入该凹入插孔611。由于两者的插接配合，凹入插孔611和锥形511、圆柱512形成的各个横截面相互之间互补，保证了特性阻抗补偿效果。所述圆柱512后部有一段没有插入所述凹入插孔611，恰好从该位置开始轴向上具有补偿环533，由于补偿环的直径可调，因此做为过渡段，可以根据后部端接电缆的不同在这里获得需要的补偿，即获得需要的特性阻抗，从而保证信号的传输。

由以上说明还可以得出其它对补偿环533的技术要求。首先，所述补偿环533与薄壁圆筒531之间间隙的宽度，至少能够保证环形插口631的内圈6311可以插入，这样才可以保证公接头5和母接头6的正常插接。其次，所述补偿环533的内径可调，可以获得由于后端电缆的变化而引起的相应的必须的电补偿，使接头与电缆的连接具有设计标准要求的特性阻抗。上述内径的具体数值，应当通过理论计算并结合相关实验做出。

上述采用补偿环533的结构，可以使公接头中心导体51上不需要台阶，这样中心导体51的装接就可以多样化，因此接头装接就更容易优化而提高产量，同时无需采用背景技术中所述的柱状中心导体等增加长度的方法进行电气补偿，而是可以直接使圆柱512后部连接同轴电缆中心导体，可以获得节省材料的效果。

在上述连接器界面上，所述第四台阶63111也是为了电气特性的补偿而设置的，经过该第四台阶63111在内圈6311上产生的内径减小的一段，可以实现更优的电气补偿。另外，母接头绝缘体前部的凸台以及中心导体后部直径缩短的部分，均可以起到电气补偿的效果，这些使母接头无需采用两段式中心导体。

总之，本发明将中心导体设计成直形无台阶，通过补偿环等方式，使中心导体可以直接采用一段式的结构，缩短中心导体的长度，并最终获得节省材料和优化电性能，提高装接工艺等优点。本发明提出的同轴电缆连接器界面满足现有标准界面的装接和信号传输，对同轴电缆接头主要是公接头的设计提供了灵活性，本发明提出的界面形式尤其克服了目前在该领域存在的技术偏见，使原本认为无法改变的界面形式产生了变化。

尽管上述只介绍了本发明提供的公接头界面和母接头界面之间的插配，但由于本发明提供的公接头界面和母接头界面均不影响已有技术标准的实现，使用上述界面形式的公接头或母接头，不仅相互之间可以插配，也可以和现有技术下的未使用该种界面形式的异性插头插配，因此，本发明提供的的公接头界面或者母接头界面具有很好的通用性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种同轴电缆连接器公接头界面，该公接头中心导体前部的锥形可插入母接头中心导体前部的凹入插孔，其外导体前端的薄壁圆筒可插入母接头外导体前部的环形插口，其特征在于，所述的公接头外导体薄壁圆筒后部与外导体中段的过渡台阶上，沿台阶内沿设置轴向向前凸起的环形薄壁，该环形薄壁称为补偿环；该补偿环与公接头外导体薄壁圆筒之间的间隙足以使母接头外导体前部环形插口的内圈插入。

2、根据权利要求2所述的同轴电缆连接器公接头界面，其特征在于，公接头和母接头插接到位后，所述补偿环的前端面与所述母接头中心导体凹入插孔前端面之间，存在为获得优化电性能而设计的补偿间隙。

3、根据权利要求1-2任一项所述的同轴电缆连接器公接头界面，其特征在于，所述补偿环的根部具有向内径方向伸出的突出台阶，该突出台阶具有向内径方向伸出并遮住中段内径前端出口边缘的边沿，该边沿的后端面形成对公接头绝缘体前端面的轴向定位面。

4.根据权利要求3所述的同轴电缆连接器公接头界面，其特征在于，在公接头的绝缘体上，开设有进行电气补偿的补偿孔或者补偿槽。

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