CN101420091A - 高频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频同轴连接器，包括第一元件和第二元件，第一元件包括第一外导体和第一中心导体，第二元件包括第二外导体和第二中心导体，第一外导体和第二外导体之间设有压簧且相互电连接，第一中心导体和第二中心导体相互电连接，所述第一外导体与第一中心导体之间填充有第一绝缘体，第一绝缘体为固体。本发明同轴连接器可以适应大的轴向偏移和径向角度偏移，在规定的容差范围内都具有良好及稳定的电压驻波比。这种连接器不需要转接器，可以显著地简化连接结构，降低成本并使连接更容易。

Description

高频同轴连接器

技术领域

本发明涉及一种电路板对电路板或电路板对模块的同轴连接器。

背景技术

射频同轴连接器可以用于电路板对电路板或电路板对射频模块的互连。在一些应用场合，客户需要使用可以适应大的板间或板与模块间的轴向偏移和径向角度偏移的连接系统。而通常需要两个插座连接器或者外加一个转接器来实现上述的连接功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高频同轴连接器，它可以适应大的板间或板与模块间的轴向偏移和径向角度偏移。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高频同轴连接器，包括第一元件和第二元件，第一元件包括第一外导体和第一中心导体，第二元件包括第二外导体和第二中心导体，第一外导体和第二外导体之间设有压簧且相互电连接，第一中心导体和第二中心导体相互电连接，所述第一外导体与第一中心导体之间填充有第一绝缘体，第一绝缘体为固体。

优选地，所述第一绝缘体的相对介电系数为大于等于2.1。

优选地，所述第二外导体与第二中心导体之间填充有第二绝缘体，第二绝缘体为固体。

优选地，所述第一中心导体包括一套筒和一内芯，所述内芯可沿套筒内壁滑动且可从套筒端部露出，套筒和内芯之间设有弹簧。

进一步地，所述内芯的外端设有一中心孔。在高频时由于集肤效应，即使在中心导体外端部表面加工质量较差的情况下，这种带中心孔的结构也能使中心导体端部的外圈与电路板具有良好的接触，这使连接器能在高功率下工作。

进一步地，所述第一绝缘体与第一外导体、套筒固定连接。

再进一步地，所述第一外导体上设有第一外接头，第一中心导体上设有第一内接头；第二外导体上设有第二外接头，第二中心导体上设有第二内接头；所述第一外接头与第二外接头弹性接触，第二内接头与第一内接头弹性接触，所述第一外接头前端面与第一内接头后端面之间保持固定轴向距离△1，所述第二内接头前端面与第二外接头后端面之间保持固定轴向距离△2。

更进一步地，所述第一外接头的外面套有电磁屏蔽环。

优选地，所述第一外导体与电路板上的一圆环形金属接触盘压力接触，第一中心导体的内芯与电路板上的一圆形金属接触盘压力接触。

进一步地，所述第一中心导体内芯外端部的半径小于电路板上相应的圆形金属接触盘的半径，且两者的差大于等于连接器的径向容差；第一外导体外端部的外壁半径小于电路板上相应的圆环形金属接触盘的外半径；第一外导体外端部的内壁半径大于电路板上相应的圆环形金属接触盘的内半径，且两者的差大于等于连接器的径向容差。

进一步地，所述第一中心导体内芯的直径小于电路板上的圆环形金属接触盘与圆形金属接触盘之间的间隙。

进一步地，所述第一中心导体的外端部有一外径从大到小的变换结构。

本发明的有益效果是：由于连接器的一端与电路板压力接触，而非固定连接，因此可以适应大的轴向偏移和径向角度偏移，在规定的容差范围内都具有良好及稳定的电压驻波比。这种连接器不需要转接器，可以显著地简化连接结构，降低成本并使连接更容易。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明高频同轴连接器的结构示意图。

图2是图1中I处的局部放大图。

图3是本发明一种用于连接电路板与电缆的高频同轴连接器的阻抗区域分布示意图。

图4是本发明一种用于连接两个电路板的高频同轴连接器的阻抗区域分布示意图。

图5是第一外导体、第一中心导体与电路板上的金属接触盘的相对位置关系示意图。

具体实施方式

图1所示是本发明一种高频同轴连接器，它用来连接两块电路板或者电路板与微波模块。它包括相互插接的第一元件和第二元件，其中第一元件包括第一外导体11和第一中心导体12，第二元件包括第二外导体21和第二中心导体22，第一外导体11和第二外导体21之间设有压簧31，压簧31可以将第一元件压在电路板41上，第一元件与电路板41之间并无固定连接，仅靠压力保持接触。第一中心导体12还包括一套筒124和一内芯122，内芯122可沿套筒124的内壁滑动且可从套筒端部露出，套筒内设有堵头125，在堵头125和内芯122之间设有弹簧123，弹簧123将内芯122压向电路板41，保证第一中心导体的内芯122可以与电路板41有良好的电接触。

第二外导体21的前端设有一直径较小的第二外接头211，第一外导体11上设有可与第二外接头211插配的第一外接头111，第一外接头111具有一定的弹性，可与第二外接头211的内壁保持良好的电接触。第二外接头211的端部与第一外导体11内壁之间设有倒钩结构，该倒钩结构和压簧31可以将第一元件和第二元件限制在一定范围内相对移动，这种可移动的设计使连接器可以适应板间轴向距离的偏差。第一外接头11的外面套有电磁屏蔽环14，以减少射频泄露。

第二中心导体22的前端设有一直径较大的第二内接头221，第二内接头221的端部内缩且具有一定的弹性，相应地，第一中心导体12上设有一直径较大的第一内接头121，第二内接头221弹性地套在第一内接头121的外面，从而保持良好的电接触。第二外导体21和第二中心导体22的端部可以与电路板固定连接(如图4所示)。

作为电子连接元件，连接器的中心导体会有电流流过，外导体构成包围中心导体电流的屏蔽层，也是电流回流的路径及具有静电屏蔽的功能。

第一外导体11与第一中心导体的套筒124之间填充有第一绝缘体13，第一绝缘体13为固体，第一绝缘体13将第一外导体11和套筒124固定连接为一体；第二外导体21与第二中心导体22之间填充有第二绝缘体23，第二绝缘体23也为固体。

结合图3、图4，这样在同轴连接器内就形成四个50Ω特性阻抗区域A1、A2、A3和A4，△1和△2的值可以使区域A1、A2之间的转接区域及A2、A3之间的转接区域的阻抗匹配。其中A2与A3区域之间的转接值(也就是第一外接头111的前端面与第一内接头121后端面之间的轴向距离)△1是固定不变的，A1与A2区域之间的转接值(也就是第二内接头221前端面与第二外接头211后端面之间的轴向距离)△2也是固定不变的，即△1、△2不随连接器板间轴向距离的偏差而变化，在板间轴向距离的偏差范围内，恒定的△1与△2使连接器的电压驻波比及插入损耗性能保持不变，这样就保证了连接器性能的稳定。第一外导体11的前端与第二外接头211之间具有一径向间隙△R1，第一内接头121的前端与第二内导体22的内壁之间具有一径向间隙△R2，△R1和△R2允许第一元件和第二元件之间有一径向的转动，这将使连接器能适应板间的径向角度偏移。

如图2所示，第一中心导体内芯122的外端(与电路板41相接触的一端)设有一中心孔126。在信号频率很高的时候，由于高频信号的集肤效应，信号将仅从中心导体的外表面流过，这种设计的中心导体与电路板相连时可以承受更高的工作功率。

如图5所示，电路板上设有一圆环形金属接触盘411和一圆形金属接触盘412，在弹簧的作用下，第一外导体11的端面与圆环形金属接触盘411以一定的压力相接触，第一中心导体的内芯122与圆形金属接触盘412以一定的压力相接触。第一中心导体内芯122外端部的半径小于电路板上相应的圆形金属接触盘412的半径，且两者的差大于等于连接器的径向容差△3；第一外导体11外端部的外壁半径R6小于电路板上相应的圆环形金属接触盘411的外半径R4，第一外导体11外端部的内壁半径R5大于圆环形金属接触盘411的内半径R3，且R5-R3≥△3。这样，当板间径向偏差在容许范围内时，连接器与电路板能够保持可靠的连接，且其接触压力与径向偏差的大小无关。第一中心导体内芯122的直径最好小于圆环形金属接触盘411与圆形金属接触盘412之间的间隙△4，也就是说，圆环形金属接触盘411的内半径R3与圆形金属接触盘412的外半径的差值大于内芯122的外直径，这样即便使用者误操作，内芯122也不可能将金属接触盘411与412同时连接起来。金属接触盘411与412同时连接起来后会短路，从而损毁设备。第一绝缘体13具有较高的相对介电系数，其相对介电系数为大于等于2.1，这样可以使内、外导体的间距加大，从而有利于提高连接器的径向容差范围。第一中心导体12与电路板41相对的外端部有一外径从大到小的变换结构127(如图2所示)，这种变换结构可以是倒直角、倒圆角或其它变径结构。这种结构可以进一步增大内、外导体之间的间距，从而进一步增大连接器的径向容差。

本发明同轴连接器具有较大的轴向容差范围。尤其当所连接的板与板间的距离很大时，轴向容差范围会很大。当板间距为15.25毫米时，轴向容差为+/-1毫米。当板间距在此基础上增加时，每增加1毫米，轴向容差增加0.5毫米。

由于采用了新颖的设计，中心导体上弹簧所受的力减小了，这可以提高产品的可靠性及弹簧使用寿命，也可以减小弹簧的外径从而减小整个产品的直径。本发明连接器具有比现有连接器更大的轴向与径向容差，与现有类似的连接器相比，该连接器的工作功率也有提高，具有较好的防射频泄露的能力，强壮的外壳体在连接与断开操作中使产品性能更可靠。

Claims (12)

1.一种高频同轴连接器，包括第一元件和第二元件，第一元件包括第一外导体(11)和第一中心导体(12)，第二元件包括第二外导体(21)和第二中心导体(22)，第一外导体(11)和第二外导体(21)之间设有压簧(31)且相互电连接，第一中心导体(12)和第二中心导体(22)相互电连接，其特征是：所述第一外导体(11)与第一中心导体(12)之间填充有第一绝缘体(13)，第一绝缘体(13)为固体。

2.根据权利要求1所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一绝缘体(13)的相对介电系数为大于等于2.1。

3.根据权利要求1所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第二外导体(21)与第二中心导体(22)之间填充有第二绝缘体(23)，第二绝缘体(23)为固体。

4.根据权利要求1所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一中心导体(12)包括一套筒(124)和一内芯(122)，所述内芯(122)可沿套筒(124)内壁滑动且可从套筒端部露出，套筒(124)和内芯(122)之间设有弹簧(123)。

5.根据权利要求4所述的高频同轴连接器，其特征是：所述内芯(122)的外端设有一中心孔(126)。

6.根据权利要求4所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一绝缘体(13)与第一外导体(11)、套筒(124)固定连接。

7.根据权利要求6所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一外导体(11)上设有第一外接头(111)，第一中心导体(12)上设有第一内接头(121)；第二外导体(21)上设有第二外接头(211)，第二中心导体(22)上设有第二内接头(221)；所述第一外接头(111)与第二外接头(211)弹性接触，第二内接头(221)与第一内接头(121)弹性接触，所述第一外接头(111)前端面与第一内接头(121)后端面之间保持固定轴向距离Δ1，所述第二内接头(221)前端面与第二外接头(211)后端面之间保持固定轴向距离Δ2。

8.根据权利要求7所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一外接头(111)的外面套有电磁屏蔽环(14)。

9.根据权利要求4所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一外导体(11)与电路板(41)上的一圆环形金属接触盘(411)压力接触，第一中心导体的内芯(122)与电路板上的一圆形金属接触盘(412)压力接触。

10.根据权利要求9所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一中心导体内芯(122)外端部的半径小于电路板上相应的圆形金属接触盘(412)的半径，且两者的差大于等于连接器的径向容差；第一外导体(11)外端部的外壁半径小于电路板上相应的圆环形金属接触盘(411)的外半径；第一外导体(11)外端部的内壁半径大于电路板上相应的圆环形金属接触盘(411)的内半径，且两者的差大于等于连接器的径向容差。

11.根据权利要求10所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一中心导体内芯(122)的直径小于电路板上的圆环形金属接触盘(411)与圆形金属接触盘(412)之间的间隙。

12.根据权利要求9所述的高频同轴连接器，其特征是：所述第一中心导体(12)的外端部有一外径从大到小的变换结构(127)。

Images