CN102017322A - Rf端接器 - Google Patents
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Abstract
一种RF同轴端接器包括安装在壳体内的阻抗匹配元件。阻抗匹配元件包括中央导电引脚、支承元件和电阻器，其中电阻器沿与中央导电引脚的纵轴线不同轴的方向纵向延伸。
Description
发明背景
关联申请的交叉引用
本申请要求2008年3月19日提交的题为“RF端接器(RF Terminator)”No.12/077,437美国非临时专利申请的优先权益，该文献的内容作为基础并全篇地援引包含于此。
发明领域
本发明总地涉及端接器和CATV同轴连接器，更具体地涉及具有改良结构的端接器。
发明背景
电缆传输系统在全球广泛地使用以在设备之间传输电视信号以及其它类型的型号。例如，传统CATV系统利用同轴电缆提供头端和分布式接收机设备之间的信号通信。传统CATV系统包括从头端延伸至贯穿在整个服务区域内永久安装的电缆。例如定向接头的各个装置沿电缆间隔设置。各订户由连接于设备盒或其它装置的所选端子的分接电缆提供服务。从设备盒延伸的端子是阴性外螺纹的同轴端口，该同轴端口设计成接纳在分接电缆末端提供的传统F连接器。端接器通常固定于设备的各未使用端子以保持沿信号传输路径的适宜阻抗。
在一些情形下，分接电缆连接于的设备必须位于公众区域，并且端子要便于使由公众访问。这类情形可能使未经授权的人将分接电缆从一个端口移动至另一端口，将服务从付费订户改道至非付费用户。在防止对系统未经授权的访问的尝试中，CATV产业的供应商已提供一种被称为防篡改或防盗的端接器。这种防篡改端接器的典型例子示出和描述在美国专利No.3,845,454(Hayward等人)、美国专利No.3,519,979(Bodenstein)、美国专利No.4,469,386(Ackerman)、美国专利No.5,055,060(Down)、美国专利No.5,106,312(Yeh)、美国专利No.6,491,546(Perry)以及美国专利No.7,144,271(Burris等人)中。需要一种公众通常无法获得的特殊工具以从端接器所连接在的设备端口安装和拆下这种防篡改端接器。
在其它情形下，分接电缆连接于的设备位于相对安全的区域并且不需要防篡改端接系统。应用于所述场合的端接器一般设计上更为简单并因此花费较低的成本。
在任一情形下，业内已采用与包含端接器组件的部件同轴的圆柱碳式阻性元件。阻性元件的总长和阻性元件设计的圆柱特性必定要使用相应长的有关部件，从而导致相对长的组件。这种类型配置的电气调谐多少受部件配置的结构方面的约束并进一步受阻性元件本身特性的约束。另外，通常将阻性元件安装在单独的部件或固定器中，所述固定器经常借助焊点连接于阻性元件，并随后借助压配合组装在最终组件中。在这样的构造中，阻性元件的电引线的直径一般要求小于旨在仿效的电缆中央导体的直径。
发明内容
本发明的一个方面包括固定和终接设备盒的同轴设备端口的同轴端接器。该同轴设备端口是具有适于接纳同轴连接器的中央导体的阴性中央导体的类型。该同轴设备端口也是包括围住阴性中央导体并通过绝缘体与之分隔开的外螺纹外部导体的类型。同轴端接器包括具有第一和第二相对端的壳体，壳体的第一端具有中央孔，并且壳体的第一端包括内螺纹区，该内螺纹区通过使壳体相对于同轴设备端口旋转而螺纹地啮合于同轴设备端口的外部导体。同轴端接器还包括安装在壳体中的阻抗匹配元件。阻抗匹配元件包括：具有第一和第二相对端的中央导电引脚；支承元件；以及具有第一和第二相对端的电阻器，其中电阻器与中央导电引脚电气连通并且电阻器沿与中央导电引脚的纵轴不同轴的方向纵向延伸。
在优选实施例中，壳体包括内本体和围绕内本体并旋转地固定于其上的外本体。内本体具有第一和第二相对端并且内本体的第一端包括内螺纹区以螺纹地啮合同轴设备的外部导体。外本体具有第一和第二相对端并且外本体的第二端可具有形成于其内的孔，用于允许将转动内本体的工具插入，其中阻抗匹配元件被安装在内本体中。
在接下来的详细说明中将对本发明的额外特征和优势进行阐述，该详细说明的一部分可由本领域内技术人员从说明书中清楚理解或通过将本文所述的本发明投入实践而获知，包括下面的权利要求书以及附图的详细说明。
要理解，不管是前面的总括说明还是后面对本发明实施例的详细说明均旨在提供理解如权利要求书所描述的本发明特征和性质的总览或框架。包含附图以提供对本发明的进一步理解，并纳入于此并构成本说明书的一部分。附图示出本发明的各实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理和操作。
附图说明
图1是沿类似于美国专利7,144,271中披露的现有技术类型F端接器的中心线的部分剖视图；
图2是沿根据本发明的端接器的优选实施例的中心线的侧面剖视图；
图3是用于根据本发明的端接器中的阻抗匹配元件的侧面剖视图；
图3A是用于根据本发明的端接器中的阻抗匹配元件的远端的立体图；
图4是排除安全性特征的根据本发明的端接器的替代性实施例的侧面剖视图；
图5是根据本发明的端接器的替代性实施例的侧面剖视图，其中阻抗匹配元件通过保持环保持在位；
图6是根据本发明的端接器的替代性实施例的侧面剖视图，其中内本体机构通过保持环可转动地保持在位；
图7是根据本发明的端接器的替代性实施例的侧面剖视图，其中外本体配置成与可轴向定位的密封环结合使用并且密封环以“船载”状态安装在外本体上；以及
图8是当前的端接器的替代性实施例的侧面剖视图，其中外本体配置成与可轴向定位的密封环配合工作并且密封环图示为处于“已部署”状态根据本发明附连于典型端子。
优选实施例的详述
现在对本发明的优选实施例进行详细说明，其例子示出于附图中。在任何情况下，相同的附图标记在所有附图中用来表示相同或相似的部件。
本文中使用的术语“纵向的”和“纵向地”指三维对象或部件最长的尺寸。
在优选实施例中，本发明能提供具有减少的部件数目和长度减小的RF端接器(由此减少所需的材料用量并因此降低成本)。另外，减小的长度可降低施加于设备端口的悬臂力，这能提供更强韧或更不易断裂的系统。在优选实施例中，本发明也可提供高度可调谐并包含中央导体的RF端接器，所述中央导体仿效相关电缆而同时提供现有技术产品提供的至少一个积极特征或益处，例如在需要时用于标准化安全工具和/或天气密封。
图1是沿类似于美国专利7,144,271中披露的现有技术类型F端接器的中心线的局部剖视图。图1示出用于固定和端接设备盒的同轴设备端口的防篡改同轴端接器100。防篡改同轴端接器100包括外罩106、内螺纹RF端口126、电阻器136、O形环161以及内本体111。电阻器136容纳在RF端口构件141的中央孔内并在第一中央导电引脚131(用于插入到同轴设备端口的阴性中央导体内)和焊点146之间延伸，焊点146电气和机械地将电阻器136耦合于RF端口构件141。
RF端口构件141通常压配合入内本体111。内本体111具有带狭缝的表面151，用于接纳用于转动内本体111的特殊工具。另外，内本体111包括弓形薄区，该薄区具有位于外罩106的环形凹进116内的向外延伸的外环形脊121。
外罩106围住内本体111并可转动地固定在内本体111上并且包括界定小直径中央孔156的内表面，所述小直径中央孔156形成在其中以允许安装工具的工作端插入以使内本体111转动。如图1进一步示出地，外罩106一般具有形成于其上以将断开的分接电缆附连于此的外螺纹101。
图2示意地示出RF端接器200的一个优选实施例，如本文所述，该RF端接器200包括具有外本体206和内本体211的壳体。外本体206进一步包括外螺纹区201、内腔212、内环形槽236和孔241。外本体206优选地由金属或金属合金构成，其中金属或金属合金包括例如锌的金属，并优选地电镀以例如镍的抗蚀材料。内本体211包括内螺纹区221、腔226、孔251以及多个狭缝246。内本体211优选地由金属或金属合金(例如黄铜)构成并优选地电镀以例如镍的抗蚀材料。内本体211为阻抗匹配元件300提供电路径和机械安装。阻抗匹配元件300借助多个机械桩216保持在内本体211内。阻抗匹配元件300包括引脚301，该引脚301优选地由例如黄铜的金属合金或由例如铜之类的金属构成并优选地电镀以例如锡的导电材料。
替代地，引脚301可由包铜钢构成并电镀以例如锡的导电材料。阻抗匹配元件300还包括支承元件306，例如印刷电路板(PC板)，它是业内已知的包铜环氧玻璃材料。阻抗匹配元件300还包括电阻器311，例如可从包括马萨诸塞州北安多沃的诺福克、内布拉斯加或Amitron的戴尔电子商业购得的薄膜片状电阻器。在优选实施例中，电阻器311包括涂覆的陶瓷组块。
内本体211较佳地在工厂组装期间压入外本体206。由多个狭缝246形成的分段或指状物径向向内地形成以允许环形肩231进入环形槽236。一旦定位后，由多个狭缝246形成的分段或指状物在工厂组装工序中径向向外地形成，由此将内本体211可转动地禁锢在外本体206中。内本体211和外本体206之间的轴向移动受环形肩231和环形槽236的轴向关系限制。内螺纹区221提供与相应匹配部件的机械耦合(另见图8)。孔241和孔251允许安全工具进入，该安全工具可使内本体211相对于外本体206转动。多个狭缝246配合于所述安全工具以允许内本体211转动。可选用的O形环256图示为位于内本体211在内螺纹区221远端处的凹进中。
腔226可通过设计改变或调节尺寸以提供改进的回波损耗(电气)响应特征。在优选实施例中，腔226形状为圆柱形并具有从0.200英寸至0.350英寸的直径以及从0.050英寸至0.200英寸的长度或深度，例如从0.250英寸至0.300英寸的直径以及从0.050英寸至0.150英寸的长度或深度，包括从0.265英寸至0.285英寸的直径以及从0.050英寸至0.100英寸的长度或深度，包括例如0.281英寸的直径以及0.050英寸的长度或深度。在优选实施例中，腔226是圆柱形的并且圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从6∶1至1∶1，例如从4.5∶1至1.5∶1，并进一步例如从3∶1至1.7∶1，更进一步从2.5∶1至1.8∶1，再进一步例如从2∶1至1.9∶1。就回波损耗而言的端接器性能可通过调整腔226的尺寸来修正。在优选实施例中，端接器提供至少25dB绝对值的回波损耗，该回波损耗例如至少30dB，进一步例如至少35dB，更进一步例如至少40dB，再进一步例如至少45dB，包括至少50dB。
例如，在优选实施例中，提供至少25dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从6∶1至1∶1。在另一优选实施例中，提供至少30dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从4.5∶1至1.5∶1。在又一优选实施例中，提供至少35dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从3∶1至1.7∶1。在又一优选实施例中，提供至少40dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从2.5∶1至1.8∶1。在再一优选实施例中，提供至少45dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从2∶1至1.9∶1。
在优选实施例中，图2所示的端接器可沿其纵轴线具有小于大约1英寸的总长，例如在0.75英寸和1英寸之间的长度，包括在0.8英寸和0.95英寸之间的长度。
图3是包含引脚301、支承元件306和电阻器311的阻抗匹配元件300的侧面剖视图。引脚301优选地在端部321处形成圆角或形成倒角。引脚301优选地通过支承元件306压配合，并在优选实施例中，借助与电阻器311和包铜迹线316、326焊接连接与电阻器311形成电气联系。在优选实施例中，引脚301也可与电阻器311机械联系。在优选实施例中，引脚也可与包铜迹线316机械联系，包铜迹线316可连同包铜迹线326地机械联系于电阻器311。在优选实施例中，电阻器311也可与支承元件306机械联系。引脚301直径优选为0.040英寸±0.005英寸(0.040英寸对应于系列6同轴电缆中央导体的直径并大于一般具有0.025英寸直径电阻器导线并用其作为中央导体的传统端接器——由于通过具有相对大直径线的圆柱形电阻器保持75欧姆电阻的难度，传统端接器一般具有不超出约0.025英寸的中央导体直径)。因此，引脚301可提供当前端接器设计无法获得的优势，即通过模仿系列6电缆中央导体的直径，能获得与匹配端口更好的电气和机械联系。在引脚301在321处形成圆角的实施例中发现另一优势(传统地，具有圆柱形电阻器的端接器设有长导线，该导线在应用中被修剪成要求程度，这导致导线尖锐的边缘和无涂层部分)。相比于常在电阻器引线上发现的尖锐边缘，端部321处的圆角易于与匹配部分的插入。在其中引脚301设有覆盖整个部件尔没有露出的基底材料的不间断锡镀层的实施例中发现又一优势。
在较佳实施例中，支承元件306是PC板，该PC板是业内已知的包铜环氧玻璃材料。支承元件306优选地如图3A所示的在远端侧包括由电阻器311桥接的包铜迹线元件316、326。迹线元件316、326以及电阻器311优选地焊接在331和336上。替代地，迹线元件316、326以及电阻器311可借助导电粘合剂电气和机械地结合在331和336。
迹线元件326接触相关本体构件以提供接地的电气路径。或者，可在支承元件306的近端侧利用另一迹线元件并经由通孔等借助贯穿电路板使该迹线元件与迹线元件326相连，从而形成另外一个或多个接地平面。使用辅助或替代的接地平面允许内本体211由进一步降低部件成本的塑料或其它非导电材料制成。
支承元件306可以是圆形、六角形、方形或实际上任意几何形状。优选地，电阻器311纵向地沿至少一部分支承元件306径向延伸，如图3A所示。优选地，电阻器311沿垂直于引脚301纵轴线的方向延伸(见图3和3A)但可沿与引脚301的纵轴线不同轴的任何方向纵向延伸。换句话说，电阻器311优选地以与引脚301的纵轴线成直角(即90°)地纵向延伸但也可以不同轴于引脚301纵轴线的其它角度纵向延伸(例如10°和170°之间的任意角度，包括45°和135°之间的任意角度，并进一步包括在80°和100°之间的任意角度)。
转到图4，其中端接器400包括安装在具有外部六角形406的标准(即非防盗)式壳体或端接器本体401中的阻抗匹配元件300(尽管端接器400图示为具有六角形外部形状，相似的端接器可构思为具有其它外部形状，例如圆形或方形)。端接器400不旨在是防盗的或防篡改设计。端接器400围住引脚301、电阻器211以及支承部件元件306。端接器进一步包括螺纹区416、机械桩411和可选用的O形环426。
腔421可通过设计作出尺寸改变或调节以提供改善的回波损耗(电气)响应特性。在优选实施例中，腔421是圆柱形的并具有从0.200英寸至0.350英寸的直径以及从0.050英寸至0.200英寸的长度或深度，例如从0.250英寸至0.300英寸的直径以及从0.100英寸至0.200英寸的长度或深度，包括从0.265英寸至0.285英寸的直径以及从0.150英寸至0.200英寸的长度或深度，包括例如0.281英寸的直径以及0.145英寸的长度或深度。在优选实施例中，腔421是圆柱形的并且圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从6∶1至1∶1，例如从4.5∶1至1.5∶1，并进一步例如从3∶1至1.7∶1，更进一步从2.5∶1至1.8∶1，再进一步例如从2∶1至1.9∶1。就回波损耗而言的端接器性能可通过调整腔421的尺寸来修正。在优选实施例中，端接器提供至少25dB绝对值的回波损耗，该回波损耗例如至少30dB，进一步例如至少35dB，更进一步例如至少40dB，再进一步例如至少45dB，包括至少50dB。
例如，在优选实施例中，提供至少25dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从6∶1至1∶1。在另一优选实施例中，提供至少30dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从4.5∶1至1.5∶1。在又一优选实施例中，提供至少35dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从3∶1至1.7∶1。在又一优选实施例中，提供至少40dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从2.5∶1至1.8∶1。在再一优选实施例中，提供至少45dB绝对值的回波损耗的端接器包括圆柱形腔，其中圆柱形腔的直径与圆柱形腔的长度或深度之比从2∶1至1.9∶1。
在优选实施例中，图4所示的端接器可沿其纵轴线具有小于大约0.4英寸的总长，例如在0.25英寸和0.4英寸之间的长度，包括在0.3英寸和0.35英寸之间的长度。
图5示出图2所示端接器的替代实施例的端接器500，不同之处在于借助保持环556保持阻抗匹配元件300的替代手段。保持环556压配合地啮合于内本体511，从而将阻抗匹配元件300禁锢或包夹在保持环556和内本体511之间。端接器500围住包含引脚301、电阻器311和支承元件306的阻抗匹配元件300。端接器还包括螺纹区521、腔526、环形肩531、内环形槽536、孔541和551、狭缝546、外螺纹区501以及外本体506。
图6示出作为图2所述端接器的替代实施例的端接器600，不同之处在于轴向和可转动地将内本体611保持在外本体606的替代手段。内本体611在外本体606中的轴向和旋转保持是通过裂口的保持环631与内环形槽636之间的关系完成的。端接器600围住包含引脚301、电阻器311和支承元件306的阻抗匹配元件300。端接器还包括螺纹区621、腔626、孔641和651、外部区601以及可选用的O形环656。
图7示出作为图2所述本发明又一实施例的端接器700，其中增加图示为“船载”状态的可轴向定位的密封环756。端接器700围住包含引脚301、电阻器311和支承元件306的阻抗匹配元件300。端接器进一步包括内本体711、外本体706、螺纹区721、腔726、环形肩731、内环形槽736、孔741和751、狭缝746、外螺纹区701、机械桩716、可选用的O形环。
图8示出图7所述的本发明的一个替代实施例，其中增加图示为处于“已部署”状态并与相应端口或装置801匹配的可轴向定位的密封环756。设备端口或装置801包括带外螺纹的外部导体806、介电绝缘体811以及适于接纳同轴连接器的中央导体的弹簧施压的中央导体触头816。
显然本领域内技术人员可对本发明作出多种修正和变化而不脱离本发明的精神和范围。因此本发明旨在涵盖本发明的这些修正和变化，只要它们落在所附权利要求书及其等效物的范围内。
Claims (18)
1.一种用于固定和终接设备盒的同轴设备端口的同轴端接器，所述同轴设备端口是具有适于接纳同轴连接器的中央导体的阴性中央导体的类型，所述同轴设备端口也是包括围住所述阴性中央导体并通过绝缘体与之分隔开的外螺纹外部导体的类型，所述同轴端接器包括：
具有第一和第二相对端的壳体，所述壳体的所述第一端具有中央孔，并且所述壳体的所述第一端包括内螺纹区，所述内螺纹区通过使所述壳体相对于所述同轴设备端口转动而螺纹啮合于所述同轴设备端口的所述外部导体；以及
安装在所述壳体中的阻抗匹配元件，所述阻抗匹配元件包括：
具有第一和第二相对端的中央导电引脚；支承元件；以及
具有第一和第二相对端的电阻器，其中所述电阻器与所述中央导电引脚电气连通并且所述电阻器沿与所述中央导电引脚的纵轴不同轴的方向纵向延伸。
2.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述电阻器径向地沿所述支承元件的至少一部分纵向延伸。
3.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述电阻器沿垂直于所述中央导电引脚的纵轴线的方向纵向地延伸。
4.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述中央导电引脚的第一端延伸超过所述壳体的第一端。
5.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述壳体还包括在所述阻抗匹配元件和所述壳体第二端之间的圆柱形腔，其中所述圆柱形腔的直径与所述圆柱形腔的长度之比范围从6∶1至1∶1。
6.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述电阻器包括涂覆的陶瓷组块。
7.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述支承元件包括印刷电路板。
8.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述端接器沿其纵轴线的总长小于约0.4英寸。
9.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述中央导电引脚具有0.040英寸±0.005英寸的直径。
10.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述中央导电引脚的第一端形成圆角。
11.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述中央导电引脚的第一端被倒角。
12.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述中央导电引脚的第二端通过所述支承元件压配合。
13.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述支承元件包括与所述中央导电引脚形成电气和机械连通的第一导电材料区以及与所述壳体形成电气和机械连通的第二导电材料区，其中所述第一导电材料区和所述第二导电材料区与所述电阻器电气和机械连通。
14.如权利要求13所述的同轴端接器，其特征在于，所述第一和第二导电材料区包括包铜迹线。
15.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述壳体包括内本体和围住所述内本体并可转动地固定于其上的外本体，所述内本体具有第一和第二相对端，所述内本体的所述第一端包括螺纹啮合于所述同轴设备的所述外部导体的内螺纹区，所述外本体具有第一和第二相对端，所述外本体的所述第二端中形成有孔，所述孔允许将工具插入以转动所述内本体，其中所述阻抗匹配元件安装在所述内本体中。
16.如权利要求15所述的同轴端接器，其特征在于，所述端接器沿其纵轴线的总长小于约1英寸。
17.如权利要求15所述的同轴端接器，其特征在于，所述内本体的所述第二端还包括用于啮合所述工具的多个狭缝。
18.如权利要求1所述的同轴端接器，其特征在于，所述端接器提供具有至少25dB绝对值的回波损耗。
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