CN101853991B - 高精密射频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

一种高精密射频同轴连接器，涉及同轴连接器技术领域，所解决的是提升电气特性、机械可靠性，及简化加工工艺、降低加工成本的技术问题。该连接器包括支撑子、外导体和内导体；所述外导体由左外导体和右外导体接合而成；所述支撑子设于外导体内，且位于左、右外导体的接合部；所述内导体插设于外导体内，并穿过支撑子；所述支撑子呈柱状，其左右两侧分别设有位于内导体外周面的内导体左补偿槽和内导体右补偿槽，位于左外导体内壁的外导体左补偿槽，位于右外导体内壁的外导体右补偿槽。本发明提供的连接器，电气特性优良、机械可靠性高，而且加工工艺简单、加工成本低，能提高产品合格率。

Description

高精密射频同轴连接器

技术领域

本发明涉及同轴连接器的技术，特别是涉及一种高精密射频同轴连接器的技术。

背景技术

射频同轴连接器是连接电器线路的元件，在射频微波系统、微波元器件、微波设备测试等领域得到了广泛应用。

根据传输线理论，射频同轴连接器要实现在较宽工作频带内具有理想匹配传输特性，通常需要在连接器与连接器的配合界面处采用空气介质，最理想的是连接器全部采用空气介质，以达到最佳的特性阻抗匹配。但是，应用在系统内部、元器件之间的连接，以及测试领域等精密度要求较高场合的射频同轴连接器，不但需要在其整个工作频带内具有优良的电气特性，而且需要满足其相应的工作环境及机械可靠性标准，因此其内导体与外导体之间需要有薄的介质支撑子固定，并能够在不连续点进行精确的补偿，以达到高精密的电气特性、耐环境及机械可靠性标准要求。由此可见，高精密射频同轴连接器的支撑子结构部分直接关系到其电气特性、耐环境及机械可靠性，是高精密射频同轴连接器的“心脏”。

高精密射频同轴连接器的设计难点主要集中在支撑子及支撑子引起不连续性的共面补偿问题上，现有的高精密射频同轴连接器解决上述问题的方式有以下几种：

1)采用纵向打孔来降低支撑子的介电常数，以期在支撑子部分引入较小的不连续性，再通过对支撑子两侧面形成平面凹进槽进行共面补偿；但是，由于纵向打孔破坏了支撑子材料的均匀性，使支撑子部分的电磁场变化更为复杂，因此高精确的理论计算难度较大；而且纵向打孔对机械加工工艺要求异常严格，公差累积会严重影响机械加工的精度，造成批次稳定性差，电气性能整体下降，产品合格率低；另外，支撑子两侧面的平面凹进槽会降低支撑子的有效强度，进而降低连接器的机械可靠性，而且精确实现共面补偿决定了支撑子两侧面凹进槽的加工精度难以实现；

2)将支撑子的形状设计成辐射轮状来降低其介电常数，以期在支撑子部分引入最小的不连续性，再通过对支撑子两侧面形成平滑曲面凹进槽进行共面补偿；但是，由于支撑子的物理形状非常复杂，因此无法进行完全的理论计算，为实现精确的共面补偿，需要进行反复试验，而且支撑子的辐射形状以及其两侧面的平滑曲面凹进槽决定了其生产工艺的难度，需要采用模具注塑工艺来实现，因此需要花费大量财力、人力和物力，不利于样品的试制；另外，为了最大程度的降低支撑子引起的不连续性，辐条之间必须尽可能的做成空气介质，这会明显降低连接器的机械可靠性；

3)在支撑子两侧面形成平面凹进槽进行共面补偿，这种方式会形成较大的不连续性，为保证优良的电气性能，需要支撑子两侧面凹进槽具有很高的精度，由于支撑子都为塑制品，其车削性无法与金属件相提并论，因此难以实现很高的精度，产品合格率极低；而且为了降低不连续性，通常支撑子都很薄，而两侧面的平面凹进槽又在很大程度上降低了支撑子的有效支撑厚度，使得连接器的机械可靠性较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电气特性优良、机械可靠性高，而且加工工艺简单、加工成本低，能提高产品合格率的高精密射频同轴连接器。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种高精密射频同轴连接器，包括支撑子、外导体和内导体；

所述外导体设有中空的内腔，由左外导体和右外导体组成，所述左外导体的右端与右外导体的左端接合；

所述支撑子设于外导体的内腔中，且位于左外导体和右外导体的接合部，其左右两端之间的间距小于左外导体的长度及右外导体的长度；

所述内导体呈柱形，插设于外导体的内腔中，并从支撑子的轴心穿过支撑子，其外周面与外导体的内壁之间设有间隙，并与支撑子固接；

其特征在于：所述支撑子呈柱状，所述内导体上设有环绕其外周面的径向凹陷的内导体左补偿槽和内导体右补偿槽，所述左外导体上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体左补偿槽，所述右外导体上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体右补偿槽；

所述内导体左补偿槽和内导体右补偿槽分别位于支撑子的左右两侧，所述外导体左补偿槽的槽口右边沿、内导体左补偿槽的槽口右边沿与支撑子的左端面位于同一平面，所述外导体右补偿槽的槽口左边沿、内导体右补偿槽的槽口左边沿与支撑子的右端面位于同一平面。

进一步的，所述支撑子包括上支撑子和下支撑子，所述上支撑子与下支撑子对向接合，并用一支撑子环箍定。

进一步的，所述内导体的外周面设有用于固定支撑子的支撑子固定槽，所述支撑子经所述支撑子固定槽与内导体固接。

进一步的，所述左外导体的左端和右外导体的右端均设有同轴系统连接器接口。

进一步的，所述左外导体的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体的右端设有同轴电缆接口。

进一步的，所述左外导体的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体的右端设有波导系统接口。

本发明提供的高精密射频同轴连接器，具有以下有益效果：

1)由于支撑子整体呈柱状，因此极易车削成型，其加工工艺简单、加工成本低，能提高产品合格率，保证有效的支撑强度，具有优异的机械可靠性；

2)由于支撑子的结构简单，使得不连续点共面补偿的计算简单、精确，而且在金属材质的外导体和内导体上进行不连续点的共面补偿有利于机械加工的精度控制和一致性，实现了高精度理论计算和高精密产品生产的完美结合，因此具有优异的电气性能指标，还方便了产品的试样生产，极大降低了试样生产的成本，试样成本与常规产品的生产成本几乎相同；

3)实现了原材料与机械加工的完美统一，即软质塑料体不易车削，但形状简单，易于实现，而硬质金属易于车削成为精密零件，批量生产工艺及其稳定，合格率高。

附图说明

图1是本发明第一实施例的高精密射频同轴连接器的剖切主视图；

图2是本发明第一实施例的高精密射频同轴连接器沿图1中的A-A线剖切后的侧视图；

图3是本发明第二实施例的高精密射频同轴连接器的剖切主视图；

图4是本发明第三实施例的高精密射频同轴连接器的剖切主视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1-图2所示，本发明第一实施例所提供的一种高精密射频同轴连接器，包括支撑子、外导体和内导体12；

所述支撑子包括上支撑子111和下支撑子112，所述上支撑子111与下支撑子112对向接合，并用一支撑子环15箍定；

所述外导体设有中空的内腔，由左外导体13和右外导体14组成，所述左外导体13的右端与右外导体14的左端接合；

所述支撑子设于外导体的内腔中，且位于左外导体13和右外导体14的接合部，其左右两端之间的间距小于左外导体13的长度及右外导体14的长度；

所述内导体12呈柱形，插设于外导体的内腔中，并从支撑子的轴心穿过支撑子，其外周面与外导体的内壁之间设有间隙，在内导体12的外周面还设有用于固定支撑子的支撑子固定槽121，所述支撑子经所述支撑子固定槽121与内导体12固接；

其特征在于：所述支撑子呈柱状，所述内导体12上设有环绕其外周面的径向凹陷的内导体左补偿槽16和内导体右补偿槽17，所述左外导体13上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体左补偿槽18，所述右外导体14上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体右补偿槽19；

所述内导体左补偿槽16和内导体右补偿槽17分别位于支撑子的左右两侧，所述外导体左补偿槽18的槽口右边沿、内导体左补偿槽16的槽口右边沿与支撑子的左端面位于同一平面，所述外导体右补偿槽19的槽口左边沿、内导体右补偿槽17的槽口左边沿与支撑子的右端面位于同一平面。

本发明第一实施例中，所述左外导体13的左端和右外导体14的右端均设有同轴系统连接器接口；

本发明第一实施例使用时，将两个同轴系统分别连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口和右外导体右端的同轴系统连接器接口，即可实现两个同轴系统的互连；

本发明第一实施例可用作系列型号为14mm、7mm、Type N、3.5mm、2.92mm、2.4mm和1.85mm的高精密射频同轴微带连接器、高精密射频同轴系列内转接器及高精密射频同轴系列间转接器。

如图3所示，本发明第二实施例所提供的一种高精密射频同轴连接器，包括支撑子、外导体和内导体22；

所述支撑子包括上支撑子211和下支撑子212，所述上支撑子211与下支撑子212对向接合，并用一支撑子环25箍定；

所述外导体设有中空的内腔，由左外导体23和右外导体24组成，所述左外导体23的右端与右外导体24的左端接合；

所述支撑子设于外导体的内腔中，且位于左外导体23和右外导体24的接合部，其左右两端之间的间距小于左外导体23的长度及右外导体24的长度；

所述内导体22呈柱形，插设于外导体的内腔中，并从支撑子的轴心穿过支撑子，其外周面与外导体的内壁之间设有间隙，在内导体22的外周面还设有用于固定支撑子的支撑子固定槽221，所述支撑子经所述支撑子固定槽221与内导体22固接；

其特征在于：所述支撑子呈柱状，所述内导体22上设有环绕其外周面的径向凹陷的内导体左补偿槽26和内导体右补偿槽27，所述左外导体23上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体左补偿槽28，所述右外导体24上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体右补偿槽29；

所述内导体左补偿槽26和内导体右补偿槽27分别位于支撑子的左右两侧，所述外导体左补偿槽28的槽口右边沿、内导体左补偿槽26的槽口右边沿与支撑子的左端面位于同一平面，所述外导体右补偿槽29的槽口左边沿、内导体右补偿槽27的槽口左边沿与支撑子的右端面位于同一平面。

本发明第二实施例中，所述左外导体23的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体24的右端设有同轴电缆接口；

本发明第二实施例使用时，将同轴系统连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口，将同轴电缆连接到右外导体右端的同轴电缆接口，即可实现同轴电缆与同轴系统的电气连接；

本发明第二实施例可用作系列型号为14mm、7mm、Type N、3.5mm、2.92mm、2.4mm和1.85mm的高精密射频同轴电缆连接组件。

如图4所示，本发明第三实施例所提供的一种高精密射频同轴连接器，包括支撑子、外导体和内导体32；

所述支撑子包括上支撑子311和下支撑子312，所述上支撑子311与下支撑子312对向接合，并用一支撑子环35箍定；

所述外导体设有中空的内腔，由左外导体33和右外导体34组成，所述左外导体33的右端与右外导体34的左端接合；

所述支撑子设于外导体的内腔中，且位于左外导体33和右外导体34的接合部，其左右两端之间的间距小于左外导体33的长度及右外导体34的长度；

所述内导体32呈柱形，插设于外导体的内腔中，并从支撑子的轴心穿过支撑子，其外周面与外导体的内壁之间设有间隙，在内导体32的外周面还设有用于固定支撑子的支撑子固定槽321，所述支撑子经所述支撑子固定槽321与内导体32固接；

其特征在于：所述支撑子呈柱状，所述内导体32上设有环绕其外周面的径向凹陷的内导体左补偿槽36和内导体右补偿槽37，所述左外导体33上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体左补偿槽38，所述右外导体34上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体右补偿槽39；

所述内导体左补偿槽36和内导体右补偿槽37分别位于支撑子的左右两侧，所述外导体左补偿槽38的槽口右边沿、内导体左补偿槽36的槽口右边沿与支撑子的左端面位于同一平面，所述外导体右补偿槽39的槽口左边沿、内导体右补偿槽37的槽口左边沿与支撑子的右端面位于同一平面。

本发明第三实施例中，所述左外导体33的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体34的右端设有波导系统接口；

本发明第三实施例使用时，将同轴系统连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口，将波导系统连接到右外导体右端的波导系统接口，即可实现同轴系统与波导系统的互连；

本发明第三实施例可用作系列型号为14mm、7mm、Type N、3.5mm、2.92mm、2.4mm和1.85mm的高精密射频同轴波导转换器。

本发明第一、第二、第三实施例所提供的高精密射频同轴连接器的制造方法，具体步骤如下：

第一步：将金属导体材质的物料通过车削方式加工成左外导体、右外导体、内导体及支撑子环，并通过车削方式在左外导体的内壁开设外导体左补偿槽，在右外导体的内壁开设外导体右补偿槽，在内导体的外周面开设支撑子固定槽、内导体左补偿槽和内导体右补偿槽；

将塑制物料通过车削方式加工成支撑子，并将支撑子沿其轴线分割成形状尺寸相互对称的上支撑子和下支撑子；

第二步：将上支撑子和下支撑子扣合于内导体的支撑子固定槽内，并用支撑子环箍定；

第三步：将左外导体和右外导体分别从内导体的左右两端套入，直至左外导体的右端与右外导体的左端接合并固定。

Claims (6)

1.一种高精密射频同轴连接器，包括支撑子、外导体和内导体；

所述外导体设有中空的内腔，由左外导体和右外导体组成，所述左外导体的右端与右外导体的左端接合；

所述支撑子设于外导体的内腔中，且位于左外导体和右外导体的接合部，所述支撑子左右两端之间的间距小于左外导体的长度及右外导体的长度；

所述内导体呈柱形，插设于外导体的内腔中，并从支撑子的轴心穿过支撑子，其外周面与外导体的内壁之间设有间隙，并与支撑子固接；

其特征在于：所述支撑子呈柱状，所述内导体上设有环绕其外周面的径向凹陷的内导体左补偿槽和内导体右补偿槽，所述左外导体上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体左补偿槽，所述右外导体上设有环绕其内壁面的径向凹陷的外导体右补偿槽；

所述内导体左补偿槽和内导体右补偿槽分别位于支撑子的左右两侧，所述外导体左补偿槽的槽口右边沿、内导体左补偿槽的槽口右边沿与支撑子的左端面位于同一平面，所述外导体右补偿槽的槽口左边沿、内导体右补偿槽的槽口左边沿与支撑子的右端面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的高精密射频同轴连接器，其特征在于：所述支撑子包括上支撑子和下支撑子，所述上支撑子与下支撑子对向接合，并用一支撑子环箍定。

3.根据权利要求1所述的高精密射频同轴连接器，其特征在于：所述内导体的外周面设有用于固定支撑子的支撑子固定槽，所述支撑子经所述支撑子固定槽与内导体固接。

4.根据权利要求1所述的高精密射频同轴连接器，其特征在于：所述左外导体的左端和右外导体的右端均设有同轴系统连接器接口。

5.根据权利要求1所述的高精密射频同轴连接器，其特征在于：所述左外导体的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体的右端设有同轴电缆接口。

6.根据权利要求1所述的高精密射频同轴连接器，其特征在于：所述左外导体的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体的右端设有波导系统接口。

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