CN102714389B - 数字小信号和rf微波同轴超小型的推接式差分对系统 - Google Patents

Abstract

差分对系统包括推接式高频差分连接器套管（102）和推接式高频差分连接器（104）。该系统允许采用用于轴向和径向对准的两个电导体（162，164）的键固系统来对两个部件进行盲匹配。

Description

数字小信号和RF微波同轴超小型的推接式差分对系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月21日提交的、名称为“Digital,Small Signal andRF Microwave Coaxial Submiiature Push-on Differential Pair System（数字小信号和RF微波同轴超小型的推接式差分对系统）”的美国临时专利申请第61/288,493号的优先权权益，该申请的内容以参见的方式整体地被本文所依赖并纳入本文。

技术领域

本发明总地涉及一种数字小信号和RF微波频率的同轴差分对连接器套管和连接器，其包括推接式接口。

背景技术

在数字小信号和RF微波频率的同轴连接器的技术领域中，存在能不借助于诸如用开口键固定的介电部件的外部联接机构而配合的连接器接口设计的副组。这些互连系统在行业内已知为双轴TNC和BNC的。双轴差分对互连件用于将同轴的电缆或模块附连于另一物体，该物体诸如是具有适于与连接器配合的端子或端口的设备或接头上的对应连接器。

通常存在的差分对连接器采用联接系统，该联接系统包括具有弹性指部的阴端口和构造成借助带槽或带螺纹的联接螺母来接纳阴连接器的对应阳端口。然而，当遇到系统中有两个电导体时，使用联接螺母变得不实际。

因此，有利的是提供一种与连接器成一体的流水线化、有成本竞争力的推接式自对准互连锁定系统，该系统使得在使用时借助强制匹配的工具容易地安装和移除。还有利的是提供互连系统来减小由市场上大得多的互连件所占据的覆盖区域。

发明内容

一方面，推接式高频差分连接器套管包括外本体，该外本体具有外表面和内表面，内表面限定第一端部和第二端部之间的内部开口，并且在外本体内具有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口在内表面和外表面之间，第一开口从第一端部朝中心部延伸，而第二开口从第二端部朝外本体的中心部延伸；管状本体，该管状本体设置在外本体内的内部开口中，管状本体与外本体的内表面配合；设置在管状本体内的介电构件，该介电构件具有位于其内的两个开口，以接纳两个导电体；以及设置在介电构件内的两个开口内的两个电导体。

在一些实施例中，管状本体具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部是分段的并径向向外偏置以与对应的连接器配合并保持该对应的连接器。

在其它实施例中，外本体内的第一和第二开口总体上宽度增大，以允许插入于其中的连接器的万向连接（gimbaling）。

在一些实施例中，介电构件内的两个开口和外本体内的两个开口位于一个平面内。

另一方面，推接式高频差分连接器包括外本体，该外本体具有外表面、内表面、前端部和后端部，内表面限定在前端部和后端部之间延伸的内部开口；介电构件，该介电构件在外本体的后端部处插入该开口，介电构件具有位于其内的两个开口；设置在介电构件内的开口中的两个电接触件，电接触件从后端部朝向前端部延伸并超出介电构件的前端部，电接触件从开口径向向外延伸超出外表面；介电间隔件，介电间隔件与超出外本体的外表面的两个电接触件配合；以及对准构件，该对准构件从外本体的外表面径向向上延伸，以与连接器套管上的对应开口配合，从而使电接触件与连接器套管对准。

另一方面，推接式高频差分对系统包括推接式高频差分连接器套管，该连接器套管还包括外本体，该外本体具有外表面和内表面，内表面限定第一端部和第二端部之间的内部开口，并且在外本体内具有第一开口和第二开口，这两个开口位于内表面和外表面之间，第一开口从第一端部朝向中心部延伸，而第二开口从第二端部朝向外本体的中心部延伸；管状本体，该管状本体设置在外本体内的内部开口内，管状本体与外本体的内表面配合；介电构件，该介电构件设置在管状本体内，介电构件具有位于其内的两个开口，以接纳两个电导体；以及两个电导体，其设置在介电构件内的两个开口内；推接式高频差分对系统还包括推接式高频差分连接器，该连接器还包括外本体，该外本体具有外表面、内表面、前端部和后端部，内表面限定在前端部和后端部之间延伸的内部开口；介电构件，该介电构件在外本体的后端部处插入该开口，介电构件具有位于其内的两个开口；设置在介电构件内的开口中的两个电接触件，电接触件从后端部朝向前端部延伸并超出介电构件的前端部，电接触件从开口径向向外延伸超出外表面；介电间隔件，介电间隔件与超出外本体的外表面的两个电接触件配合；以及对准构件，该对准构件从外本体的外表面径向向上延伸，以与连接器套管上的对应开口配合，从而使电接触件与连接器套管对准。

由此，在此公开了一种简单的连接器，该连接器能容易地由较少数目的部件生产而成。连接器较佳地形成具有较低机械配合和脱开力的可靠电气RF微波连接。此外，在此公开的连接器提供改进的达40GHz的电气性能。

在下面的详细描述中将阐述本发明的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过如本文（包括下面的详细描述、权利要求书以及附图）所述那样来实践本发明认识到。

应予理解的是，上面的总体说明和下面的详细说明都提供了本发明的实施例，并意在提供概况或框架以便理解如所要求保护的本发明的性质和特征。包括附图是为了提供对本发明的进一步理解，附图包括在本说明书中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描述一起用于解释本发明的原理和运作。

附图说明

图1是根据本发明的连接器和连接器套管的一个实施例的剖视图；

图2是图1的连接器套管的俯视图；

图3是图1的连接器套管的立体图；

图4是图1的连接器套管的正视图；

图5是图1的连接器套管的剖视图；

图6是图1的连接器中的一个的俯视图；

图7是图6的连接器的立体图；

图8是图6的连接器的剖视图；

图9是图6的连接器的正视图；

图10是图1的连接器中的另一个的正视图；

图11是图10的连接器的剖视图；

图12是图10的连接器的俯视图；

图13是根据本发明的连接器和连接器套管的替代实施例的分解剖视图；

图14是根据本发明的连接器套管的替代实施例的俯视图；

图15是图14的连接器套管的剖视图；

图16是根据本发明的连接器的另一实施例的俯视图；

图17是图16的连接器的俯视图；

图18是图16的连接器的剖视图；

图19是用于图14的连接器的第二连接器的替代实施例的俯视图；

图20是图19的第二连接器的剖视图；

图21是图19的第二连接器的侧视图；

图22是根据本发明的连接器套管的又一替代实施例的俯视图；

图23是根据本发明的连接器和连接器套管的替代实施例的剖视图；

图24示出能在此公开的替代实施例中用作电导体的插座接触件的实施例；以及

图25示出如在此所述的、具有图24的插座接触件的同轴连接器的另一实施例。

具体实施方式

现在将具体参照本发明的目前较佳的实施例，这些实施例的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中都用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。

参见图1-12，连接器组件100包括连接器套管102、第一连接器104和第二连接器106。一般来说，连接器组件100允许连接，特别是允许第一连接器104和第二连接器106的盲匹配。如从附图可见以及如上所述，连接器组件100提供一种使采用推接技术的差分对互连件配合和脱开的快速方式。

现转到图2-5，作为推接式高频差分连接器套管的连接器套管102包括外本体110、外表面112和内表面114，内表面114限定在第一端部118和第二端部120之间延伸的内部开口116。外本体110具有在外表面112和内表面114之间的两组开口122、124。开口122、124分别从第一端部118和第二端部120朝向外本体110的中间部126延伸。如下面详细描述，开口122、124有助于第一连接器104和第二连接器106分别与连接器套管102对准。连接器套管102具有从内表面114延伸到内部开口116的环状凸起部126，以与如下面详细描述的连接器套管102的其它部分配合。连接器套管102较佳地由例如铍铜的金属材料制成，并较佳地镀有诸如金的、耐腐蚀的导电材料。

连接器套管102还包括设置在内部开口116内的管状本体130。管状本体130的外部132通常通过压配到连接器套管102内来与环状凸起部126配合。管状本体130在任一端部134、136处具有分段部分138。分段部分138通常是指型部分，以与第一连接器104以及第二连接器106配合。如图1中可见，较佳为径向向外偏置的分段部分138与连接器104、106的内部配合，以保持连接器104、106与连接器套管102的物理和电气配合。尽管示出六个分段部分138，但任何数目的分段部分138可以存在并仍落入本发明的范围内。管状本体130较佳地由例如铍铜的金属材料制成，并镀有诸如金的、耐腐蚀的导电材料。

介电构件150也包含在连接器套管102内，该介电构件在管状本体130的中心部内。介电构件150具有两个开口152、154，以接纳两个电导体162、164。如在图5中最清楚所示，两个电导体162、164具有阴构造。但如下所讨论地，电导体162、164也可具有阳构造。管状本体130较佳地具有凸起部140（参见图2），该凸起部与连接器套管102的内表面内的对应凹陷部142（图4）配合。凸起部140与对应的凹陷部142的协作有助于使开口152、154与连接器套管102内的开口122、124对准。在此方面，介电构件150的两个开口152、154位于与开口122、124相同的平面A内。这允许连接器104、106与连接器套管102的盲匹配。

现转到图6-9，将详细讨论第一连接器104。第一连接器104具有外本体202，该外本体202具有外表面204和内表面206。外本体202具有前端部208和后端部210并且其构造一般为圆筒形。内表面206限定在前端部208与后端部210之间延伸的开口212。开口212分成前部212a和后部212b，后部212b具有插入于其中的介电构件214。

介电构件214具有两个开口216、218，以接纳两个电接触件220、222。如图8中最清楚所示，电接触件220、222从后端部210经由介电构件214延伸到开口212的前端部212a内。两个电接触件220、222在后端部210处转过约90°并突出超过外本体202的外表面204。参见图6和7。介电间隔件224围绕超出外本体202的外表面204的电接触件220、222，以使电接触件220、222与外本体202绝缘。

第一连接器104的外本体202具有两个孔230、232，对准构件234、236分别插入这两个孔内。当第一连接器104插入连接器套管102内时，对准构件234、236构造成与连接器套管102的开口122配合并滑动到该开口内。因此，对准构件234、236提供用于将第一连接器104沿正确的定向插入连接器套管102内的键并消除了连接器套管102上的电接触件220、222被碰到的可能性。此外，对准构件234、236允许电导体220、222与连接器套管102内的电导体162、164可转动地对准。还应注意到开口122、124较佳地朝向中心部126比它们在第一端部118和第二端部120处更宽。逐渐变宽的开口122、124允许连接器104、106在它们连接到连接器套管102时按需要有必要的万向连接的自由度。

现将结合附图10-12描述第二连接器106。第二连接器106具有外本体302，该外本体302具有外表面304和内表面306。第二连接器106具有前端部309、后端部310并且构造一般呈圆筒形。内表面306限定在前端部308与后端部312之间延伸的开口310。开口312被分成前部312a和后部312b，后部312b具有插入于其中的介电构件314。介电构件314具有两个开口316、318，以接纳两个电接触件320、322。电接触件320、322延伸超出后端部310并延伸到前端部312a内。电接触件320、322还具有绝缘件330、332，以使电接触件320、322进一步绝缘并还提供用于将第二连接器106插入盲板（未示出）的对准机构。

外表面304具有孔334，对准销336已插入该孔，以提供与连接器套管102内的开口124的对准。与第一连接器104一样，对准销336起到键的作用，以确保第二连接器106的正确定位，因而，第二连接器106内的电接触件和连接器套管102适当对准。当连接器106安装到连接器套管102内时，分段部分138与内表面306配合。

在图13中示出根据本发明的连接器组件100a的替代实施例。第一连接器104a和连接器套管102a构成连接器组件100a。然而，第二连接器还可如下所述进行修改，以包含到连接器组件100a内。连接器组件100a类似于如上所述的连接器组件100，但电导体的构造是相反的。即，连接器套管102a内的电导体162a、164a具有阳构造，而电导体220a、222a具有阴构造。

在图14-15中示出用于连接器套管102b的另一构造。连接器套管102b的内部构造示出为与连接器套管102相同。即，连接器套管102b具有从内表面114b延伸到内部开口116b的环状凸起部126b，以与连接器套管102b的其它部分配合。连接器套管102b还包括设置在内部开口116b内的管状本体130b和介电构件150b。然而，内部开口116b具有两个平坦的部分144b[图14在144之后需要a b]，以使对应的连接器关于连接器套管102b定向。如在附图中可见，开口122、124不存在于外本体110内，这是因为内部的平坦部144b起到用于对应的连接器的键的作用，从而不需要开口122、124。

在此方面进一步，在图16-18中示出对应的第一连接器104b。连接器104b类似于上述连接器104，但横截面为大体圆形（参见图9），连接器104b在外本体202b内具有两个对应的平坦部244b。平坦部244b对应于连接器套管102b的平坦部144b并使连接器104b与其对准。由此，连接器104b不需要连接器104的对准构件。

类似地，在图19-21以及第二连接器106的替代实施例中所示的第二连接器106b也具有两个平坦部344b，这两个平坦部使第二连接器106b与套管102b对准。第二连接器106b的其它元件与第二连接器106的那些相同，但外本体302b具有仅沿外本体302b的一部分延伸的两个平坦部344b。

图22示出连接器套管102c的另一实施例。连接器套管102c具有从内表面114c延伸到内部开口116c的环状凸起部126c，以与连接器套管102c的其它部分配合。连接器套管102c还包括设置在内部开口116c内的管状本体130c和具有两个电导体160c、162c的介电构件150c。尽管电导体160c、162c示出为具有阴构造，但它们也可具有阳构造和对准。参见，例如图13。连接器套管102c具有通孔146c，该通孔填充有环氧塞件148c以使连接器套管102c的部件保持在适当的构造。由此，为了对准连接器套管部件而不需要连接器套管102的凸起部140和凹陷部142。环氧塞件148c示出为刺穿电导体160c、162c，但环氧塞件148c不导电，由此保持连接器套管102c的电气完整性。

另一连接器组件100d在图23中示出并且包括连接器套管102d、第一连接器104d和第二连接器106d。如上所述，第一和第二连接器104d、106d类似于上述那些连接器。然而，连接器104d、106d分别具有一体化的凸起部234d、236d，而不具有孔230、232、234和对应的对准构件234、236、336，以使连接器104d、106d与连接器套管102d内的开口122d、124d对准。

在此所示的实施例中可用作电导体的替代的插座接触件900在图24中示出，该插座接触件包括沿纵轴延伸的主体902。主体902具有近侧部904、远侧部908和沿轴向在近侧部904和远侧部908之间的细长中心部906。主体902还具有设置在近侧部904上的第一端部910和设置在远侧部908上的相对第二端部912。主体902由导电和机械弹性材料构成，该材料具有类弹性特征并围绕纵轴沿周向延伸。用于主体902的较佳材料包括铍铜（BeCu）、不锈钢或镀金镍。用于主体902的特别较佳的材料是铍铜（BeCu）。

用于主体902的材料的图案设计成形成沿近侧部和远侧部904、908的纵向长度延伸的多个开口和多个开口的至少一部分。然而，细长中心部906构成主体902的长度的大部分。

替代的插座接触件900在图25中所示的同轴连接器920的实施例中示出。同轴连接器920包括外导体部922、绝缘件924和图24中所示的两个插座接触件900。外导体部922绕纵轴基本上沿周向延伸并限定第一中心孔926。绝缘件924设置在第一中心孔926内并绕纵轴延伸。绝缘件924包括第一绝缘件部件928和第二绝缘件部件930并限定沿绝缘件924的长度（并因此还沿第一和第二绝缘件部件928、930的长度）延伸的两个开口932。插座接触件900设置在每个开口932内。

外导体部922具有第一端部934和第二端部936。多个第一槽938从第一端部934基本上沿纵向延伸，而多个第二槽940从远侧端部基本上沿纵向延伸，以形成多个第一悬臂梁942和多个第二悬臂梁944，其中，多个第一悬臂梁942绕第一端部934基本上沿周向延伸，而多个第二悬臂梁944绕第二端部936基本上沿周向延伸。位于外导体部922的每一侧上的悬臂梁942、944中的两个悬臂梁径向向外偏置，以提供用于差分对互连件（未示出）的键固特征。由于有不在中心轴线上的两个开口932，必须有用于使差分对互连件内的接触件与开口932对准的方法。每一侧上的两个向外突出的悬臂梁942、944与互连件上的对应结构匹配，以使接触件与开口932对准。

绝缘件924内的开口932包括允许绝缘件924保持插座接触件900的减小直径的部分946。此外，减小直径的部分946提供用于使差分对互连件上的接触件匹配的引入特征。

对本领域的技术人员来说很明显，可对本发明进行各种更改和改变而不背离本发明的精神和范围。这样，本发明应涵盖对本发明的各种修改和变型，只要它们在所附权利要求及其等效内容的范围内即可。

Claims (18)

1.一种推接式高频差分连接器套管，包括：

外本体，所述外本体具有外表面和内表面，所述内表面限定第一端部和第二端部之间的内部开口，并且在所述外本体内具有第一开口和第二开口，所述第一开口和第二开口在所述内表面和外表面之间，所述第一开口从所述第一端部朝向中心部延伸，而所述第二开口从所述第二端部朝向所述外本体的所述中心部延伸；

管状本体，所述管状本体设置在所述外本体内的内部开口内，所述管状本体与所述外本体的所述内表面配合，其中，所述管状本体包括凸起部，所述凸起部与所述外本体的内表面内的对应凹陷部配合；

介电构件，所述介电构件设置在所述管状本体内，所述介电构件具有位于其内的两个开口，以接纳两个电导体；以及

两个电导体，所述两个电导体设置在所述介电构件内的两个开口内。

2.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述管状本体具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部是分段的并径向向外偏置，以与对应的连接器配合并保持所述对应的连接器。

3.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述外本体内的所述第一开口和所述第二开口总体上宽度增大，以允许插入于其中的连接器的万向连接。

4.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述介电构件内的两个开口和所述外本体内的第一和第二开口位于一个平面内。

5.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述外本体的内表面的横截面为圆形。

6.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述外本体的所述内表面具有至少两个平坦部，所述两个平坦部位于所述内部开口的相对两侧上。

7.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，两个电导体在连接时具有在所述电导体之间100Ω的组合阻抗。

8.如权利要求1所述的推接式高频差分连接器套管，其特征在于，所述两个电导体具有阴构造。

9.一种推接式高频差分连接器，包括：

外本体，所述外本体具有外表面、内表面、前端部和后端部，所述内表面限定在所述前端部和所述后端部之间延伸的开口；

介电构件，所述介电构件在所述外本体的所述后端部处插入所述开口，所述介电构件具有位于其内的两个开口；

两个电接触件，所述两个电接触件设置在所述介电构件内的所述开口内，所述电接触件从所述后端部朝向所述前端部延伸并超出介电构件的前端部，所述电接触件从所述开口径向向外延伸超出所述外表面；

介电间隔件，所述介电间隔件与超出所述外本体的所述外表面的所述两个电接触件配合；以及

对准构件，所述对准构件从所述外本体的所述外表面径向向上延伸，以与连接器套管上的对应开口配合，从而使所述电接触件与所述连接器套管对准，其中，所述外表面具有至少两个平坦部，以与连接器套管内的对应平坦部配合。

10.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述对准构件包括两个对准构件。

11.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，位于所述外本体的所述前端部处的所述内表面具有斜面，以有助于与所述连接器套管配合。

12.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述外本体的所述开口内的两个电接触件与所述对准构件位于一个平面内。

13.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述电接触件在与所述外本体的所述后端部相邻处转过约90°的角度。

14.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述接触件具有阳构造。

15.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述接触件具有阴构造。

16.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述外表面的横截面为大体圆形。

17.如权利要求9所述的推接式高频差分连接器，其特征在于，所述对准构件是细长的对准构件。

18.一种推接式高频差分对系统，包括：

推接式高频差分连接器套管，所述连接器套管还包括：

外本体，所述外本体具有外表面和内表面，所述内表面限定第一端部和第二端部之间的内部开口，并且在所述外本体内具有第一开口和第二开口，所述第一开口和第二开口在所述内表面和外表面之间，所述第一开口从所述第一端部朝向中心部延伸，而所述第二开口从所述第二端部朝向所述外本体的所述中心部延伸；

管状本体，所述管状本体设置在所述外本体内的内部开口内，所述管状本体与所述外本体的所述内表面配合，其中，所述管状本体包括凸起部，所述凸起部与所述外本体的内表面内的对应凹陷部配合；

介电构件，所述介电构件设置在所述管状本体内，所述介电构件具有位于其内的两个开口，以接纳两个电导体；以及

两个电导体，所述两个电导体设置在所述介电构件内的两个开口内；以及

推接式高频差分连接器，所述连接器还包括

外本体，所述外本体具有外表面、内表面、前端部和后端部，所述内表面限定在所述前端部和所述后端部之间延伸的开口；

介电构件，所述介电构件在所述外本体的所述后端部处插入所述开口，所述介电构件具有位于其内的两个开口；

两个电接触件，所述两个电接触件设置在所述介电构件内的所述开口内，所述电接触件从所述后端部朝向所述前端部延伸并超出介电构件的前端部，所述电接触件从所述开口径向向外延伸超出所述外表面；

介电间隔件，所述介电间隔件与超出所述外本体的所述外表面的所述两个电接触件配合；以及

对准构件，所述对准构件从所述外本体的所述外表面径向向上延伸，以与连接器套管上的对应开口配合，从而使所述电接触件与所述连接器套管对准。