CN103098309A - 用于无线电接收机的天线接口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接口(8)，接口(8)包括插座(10)和插塞(12)。插座(10)包括主体(11)和两条同轴电缆(22)，每条同轴电缆(22)包括芯体(22A)、与芯体(22A)同轴的编织层(22C)、以及位于芯体(22A)和编织层(22C)之间的电绝缘体(22B)。各同轴电缆(22)在第一端部和第二端部之间延伸，所述第一端部与接收机的印制电路板连接，在所述第二端部处，编织层(22C)与主体(11)电连接，并且在所述第二端部处，芯体(22A)能通过在所述主体内形成的开口(21B)被接入。插塞(12)包括主体(27)和至少两个接触器(36)，如此，当插塞(12)和插座(10)连接时，每个接触器(36)被设置为面对一开口(21B)以使相应电缆(22)的芯体(22A)与该接触器(36)电连接，并且各电缆(22)的编织层(22C)经由主体(11)与插塞的主体(27)电连接。

Description

用于无线电接收机的天线接口

技术领域

本发明涉及一种用于无线电接收机的天线接口。

背景技术

在技术中已知一种用于无线电接收机的天线接口，这种类型的天线接口包括插座(socket)和插塞(plug)，所述插座被设计成与接收机相连接，所述插塞被设计成与天线相连接。

这样的接口通常用于单频段接收机，单频段接收机即一种能够在单个频段上发送和/或接收的接收机。

在双频段接收机(即能够在两个不同的频段上发送和/或接收的接收机)的情况下，必须提供两个不同的接口插座。然而，使用两个插座体积相对庞大，这尤其不利于接收机的小型化。

发明内容

本发明尤其旨在通过使天线能够连接到双频段接收机上，同时限制连接装置的体积来克服该缺点。

为此，本发明特别涉及一种用于无线电接收机的天线接口，这种类型的天线接口包括插座和插塞，所述插座被设计成与接收机连接，所述插塞被设计成与天线连接，其特征在于：

所述插座包括主体和两条同轴电缆，每条同轴电缆包括芯体、与所述芯体同轴的导电的编织层、以及电绝缘体，所述电绝缘体位于所述芯体和所述编织层之间以便将所述芯体和所述编织层电绝缘，

各同轴电缆在第一端部和第二端部之间延伸，所述第一端部与所述接收机的印制电路板连接，在所述第二端部处，所述编织层与所述插座的所述主体电连接，并且在所述第二端部处，所述芯体能通过在所述插座的所述主体内形成的相应开口被接入(accessed)，

所述插塞包括主体和至少两个活塞式接触器，当所述插塞与所述插座连接时，各接触器被设置为面对一开口以使相应电缆的芯体与该接触器电连接，并且各电缆的编织层经由所述插座的所述主体与所述插塞的所述主体电连接，

各活塞式接触器包括固定部分和相对于所述固定部分的移动部分，所述固定部分与所述天线的印制电路板连接，所述移动部分包括接触元件，所述接触元件被设计成当所述插座与所述插塞连接时与相应芯体配合，以及

所述插塞包括柔性膜以支撑所述活塞式接触器的所述接触元件。

与传统的天线接口不同，根据本发明的接口具有两个热点(spots)(由接触器形成，电缆的芯体与该接触器相连接)和地参考(ground reference)(由插塞的主体形成，电缆的编织层与该插塞的主体相连接)。这样，该接口能够在两个不同的频率下工作以在两个频段上从站发送和/或接收。因此，根据本发明的接口特别适合于将天线连接到双频段接收机上。

根据本发明，天线到双频段接收机上的连接可通过使用单一的接口实现。但是，与现有技术中必需的两个接口相比，单个接口体积更小而且更便宜。

此外，本发明能够使用单根共线天线(collinear antenna)，这使得能够同时在两个频段上通过接收机发射和/或接收，这在现有技术中是不可能实现的。实际上，在现有技术中，使用两个插座涉及使用两根相应的天线，每根天线在一频段上发射，各天线存在对另一根天线的信号进行加扰的风险。

此外，应当注意的是，根据本发明的接口适用于恶劣性环境中，例如适用于潮湿环境中。实际上，膜具有密封功能，尤其是防止连接器和电缆受潮。

根据本发明的接口还可包括一个或多个以下特征，所述特征可单独地或者根据所有技术上可能的组合进行考虑：

对于每个活塞式接触器，所述固定部分包括电绝缘的中空的圆柱形元件，所述电绝缘的中空的圆柱形元件用于形成移动部分能够在其中轴向地移动的活塞式主体；所述移动部分的所述接触元件包括第一引导部分和第二接触部分，所述第二接触部分被设计成当所述插座与所述插塞连接时与相应芯体配合；并且所述第一引导部分是大体上圆柱形的，直径具有大体上等于中空的圆柱形元件的内径，以便无间隙地与所述中空的圆柱形元件的内壁配合；

所述插座包括底壁，所述开口形成在所述底壁中；所述插塞包括行程末端止挡件(end-of-travel stop)，当所述插座与所述插塞连接时，所述底壁抵靠所述行程末端止挡件；并且所述行程末端止挡件被设置成使得当所述插座与所述插塞连接时，在所述膜和所述底壁之间留下空闲空间，

各活塞式接触器、尤其是所述中空的圆柱形元件的尺寸被设置为使通过所述活塞式接触器的信号之间的串扰最小化，优选地，使串扰小于45dB，

所述插座包括：第一部分，所述第一部分优选地带有螺纹以便旋合到所述接收机的互补的开口中或者旋合到锁紧螺母上；以及第二螺纹部分，所述第二螺纹部分被设计成旋合到所述插塞的互补的外壳内，所述第一部分和第二螺纹部分由凸缘轴向地隔开，

所述凸缘在所述第一部分的侧部上带有密封环，所述密封环被设计成与所述接收机的所述互补的开口的轮廓配合，

所述插塞的主体整体上具有围绕轴(X’)回转的形状，所述插塞包括相对于所述主体围绕所述轴(X’)自由旋转的旋柄，所述旋柄具有整体上中空的圆柱形形状并向内攻有螺孔，界定所述插座的第二螺纹部分的互补的外壳，

所述接口包括密封环，所述密封环设置在所述旋柄的外壳内，位于所述主体和所述旋柄之间，

所述插座和所述插塞包括形成防误设备的互补装置，所述互补装置被设计成确保当所述插座与所述插塞连接时，所述接触器与相应芯体配合。

附图说明

根据阅读仅作为示例并且参考附图所进行的以下描述，本发明将被更好地理解，其中：

图1是根据本发明的一示例性实施例的天线接口的局部轴向侧视图；

图2是图1的天线接口的插座的透视图；

图3是图2的插座的正视图；

图4是图1的插座的横向剖视图；

图5是图1的接口的插塞的透视图，

图6是图5的插塞的局部轴向剖视图；以及

图7是图5的插塞的横向剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一示例性实施例的天线接口8。这样的接口8尤其被设计成装备在无线电接收机(例如，双频段战术无线电接收机)上以连接到双频段天线上。

接口8包括插座10(尤其如图2至图4中所示)和插塞12(尤其如图5至图7中所示)，插塞12被设计成与插座10配合，以便形成如图1中所示的接口8。

插座10包括主体11，主体11具有围绕轴X回转的整体形状。该主体11包括：第一部分14和第二部分16，它们基本上是圆柱形的；以及凸缘18，凸缘18将第一部分14和第二部分16轴向地隔开。

第一部分14具有带螺纹的外表面，所述带螺纹的外表面被设计成螺接到无线电接收机(未示出)的互补开口中。凸缘18则尤其形成用于所述螺纹连接(screwing)的行程末端止挡件。

应当注意的是，带螺纹的外表面尤其形成紧凑的紧固装置，所述紧凑的紧固装置用于紧固到无线电接收机上，并且具有减少的轴向体积而且是足够坚固的。

有利地，凸缘18带有密封环20(在图3中可见)。这种密封环20被设计成接收机的互补开口的轮廓配合，以便确保接收机的密封。

可选地，第一部分14可包括用于紧固到无线接收机上的任何其他的装置。例如，所述第一部分14可以仅在被设计成旋合到锁紧螺母中的这一区域上带螺纹。第一部分14也可以不带螺纹，但是被设计成迫进到接收机的互补开口中。

第二部分16也具有螺纹状的外表面。优选地，第二部分16具有比第一部分14的直径更大的直径。

有利地，插座10的直径(尤其是凸缘18的直径)小于2cm。换句话说，该插座10比传统接口的插座要小。

第二部分16包括轴向的腔21，腔21在轴向上由底壁21A界定。

插座10还包括至少两条不同的同轴电缆22，同轴电缆22被设计成连接到接收机的射频卡(radio card)上。这样，所述插座支持与所述射频卡的直接机械连接。

同轴电缆22更详细地显示在图1中。传统上，每条同轴电缆22包括中心的导电芯体22A，导电芯体22A被电绝缘材料22B包围，电绝缘材料22B接下来被导电的编织层22C包围，编织层22C与芯体同轴地设置。最后，编织层22C被绝缘护套22D包围，优选地，绝缘护套22D被固定到插座10上。

每条电缆22包括第一端部，所述第一端部在插座10外轴向地延伸，超出第一部分14，并且所述第一端部包括传统的连接器(未示出)，所述连接器被设计成连接到接收机的射频卡上。各电缆22还包括第二端部，第二端部在第一端部的对端，并且穿过插座10延伸至底壁21A。

参照图1描述利用连接元件23将各电缆22的第二端部连接到插座10上。

连接元件23包括采用套管形式的第一导电部分23A，第一导电部分23A被设计成与相应电缆22的编织层22C配合，所述第一部分23A无间隙地容纳在插座10的主体11的贯通开口24内。这样，借助于连接元件23的所述第一部分23A，编织层22C被电连接到主体11上。

连接元件23还包括第二导电部分23B，第二导电部分23B被设计成与相应电缆22的芯体22A配合。例如，芯体22A被插入第二部分23B的纵向开口中。优选地，第二部分23B包括接触板25。

连接元件23最后还包括电绝缘体23C，电绝缘体23C被径向地插入在第一导电部分23A和第二导电部分23B之间，以便将它们相对于彼此电绝缘。

有利地，分别在第一导电部分23A和绝缘体23C之间以及在绝缘体23C和第二导电部分23B之间径向地嵌入O形环密封件26B、26A。

底壁21A包括至少两个开口21B，通过至少两个开口21B，接触板25分别是可接入的。

在图5至图7中较详细示出的插塞12也具有围绕轴X’回转的整体形状，并且包括主体27和围绕轴X’相对于主体27自由旋转的旋柄28。

主体27在其外表面上具有装置30，装置30用于在天线上进行连接，尤其用于在传统的共线天线上进行连接。

连接装置30例如包括两组紧固爪对31(紧固爪的附图标记为31A)，这些紧固爪对31彼此直径上相对地被设置。各紧固爪对31的紧固爪31A彼此被适当地间隔排列，以在这些棘爪31A之间接纳共线天线的印刷电路板。

优选地，紧固爪31A适合于能够将印刷电路板焊接在所述棘爪31A上。事实上，焊接是坚固的并且是导电紧固的。

有利地，紧固爪31A与插塞12的主体27是一体的。可选地，所述棘爪31A可以被固定在主体27上，特别是在制造棘爪31A的材料比制造主体27的材料更适合于焊接的情况下。

此外，主体27具有O形环密封件29和凸缘30。这样，所述主体27适合于接纳天线的护套，主体27被嵌入该护套内直到凸缘32，密封装置29随后与该护套配合。

旋柄28形成护套，护套具有大体上中空的圆柱形形状，护套界定外壳33，外壳33具有与插座10的第二螺纹部分16互补的攻有螺孔的内壁。这样，通过将第二螺纹部分16插入到外壳33内并且随后旋转旋柄28，以便将所述旋柄28旋合到第二部分16上，直至基部10的底壁21A与设置在外壳33内的行程末端止挡件33A配合，可实现插座10与插塞12的连接。

优选地，在外壳33内于外壳33的内壁和主体27之间设置密封环34，以便确保插座10和插塞12之间的连接的密封。

插塞12还包括至少两个接触器36，这至少两个接触器36由所述插塞12的主体27支撑。当插塞12与插座10连接时，各接触器36与连接到相应电缆22的芯体22A的板25配合，通过底壁21A的各个开口21B，板25是可接入的。此外，借助于插座的主体11，电缆22的编织层22C与插塞12的主体27配合。换言之，接触器36形成天线的两个热点，而插塞12的主体27形成地参考。

优选地，插座10和插塞12包括形成防误设备的互补装置38，互补装置38被设计成确保当插塞12和插座10连接时，各接触器36与相应板配合。

例如，装置38包括由插塞12支撑的突出部分40(在图7中可见)和在插座10的底壁21A内形成的互补的腔41(在图4中可见)。这样，突出部分40受旋柄28保护，旋柄28的高度使得受自然损坏的元件容易接近突起部分40。然而，突出部分可选地由插座10支撑，并且互补的腔在插塞12中形成。还可以提供其他的防误装置。

有利地，至少一个接触器36是活塞式接触器，优选地各接触器36都是活塞式接触器，所述活塞式接触器包括：固定部分37和相对于固定部分37的移动部分38、以及弹性构件39(例如弹簧)，弹性构件39被设置在固定部分37和移动部分38之间以将移动部分38朝停止位置(idle position)返回。

固定部分37包括电绝缘的中空的圆柱形元件37A，圆柱形元件37A用于形成活塞式主体，在所述活塞式主体中，移动部分38被设计成轴向地移动。固定部分38还包括导电的纵向元件37B，纵向元件37B在第一端部和第二端部之间纵向地延伸，所述第一端部形成用于弹性构件39的第一底座(seat)，所述第二端部在主体27的外面延伸，并且被设计成连接到天线的印刷电路板上。

优选地，主体27具有环形的绝缘支撑元件44、各环形的绝缘元件44支撑相应纵向导电元件37A的第二端部。这些环形元件44被设计成将第二端部保持在特定的位置，以便确保这些第二端部与天线的印刷电路板的正确连接。此外，通过维持第二端部，这些环形元件44有助于插塞12的适当的鲁棒性。例如，这些绝缘环形元件44由特氟龙制成。

根据所描述的实施例中，移动部分38包括推力元件(thrust element)40和接触元件41，推力元件40用于形成弹性构件39的第二底座，接触元件41被设计成当插座10与插塞12连接时与相应板25配合。

接触元件41包括第一引导部分41A和第二接触部分41B。

第一部分41A具有大体上圆柱形的形状，并且具有基本上与用于形成活塞式主体的中空的圆柱形元件37A的内径相等的直径，以便无间隙地与中空的圆柱形元件37A的内壁配合。这样，通过确保移动部分38不会出现径向偏移，当移动部分38滑入中空的圆柱形元件37A中时，第一部分41A可以轴向地引导移动部分38。因此，这尤其确保了在推力元件38和接触元件41之间的正确对准。

第一部分41A具有一表面，该表面优选地是平坦的，所述表面与推力元件40配合。为此，推力元件40具有头部40A，头部40A被设计成与所述平坦表面配合。优选地，头部40A具有大体上圆形的形状，以便确保与第一部分41A的平坦表面最佳接触。

第二接触部分41B形成接触元件41的头部，所述头部被设计成当插座10与插塞12连接时与相应板25配合。优选地，第二接触部分41B具有大体上圆形的形状，从而确保与板25最佳接触。

插塞12还包括密封膜42，使用紧固垫圈43，密封膜42被固定到主体27上。

密封膜42具有两个贯通的开口，相应接触元件41穿过所述两个贯通的开口。因此，接触元件41的第一部分41A被定位在膜片42的一侧部上，并且第二接触部分41B被设置在膜42的另一侧部上，以便可接触到板25的触点，第一部分41A和第二部分41B通过直径大体上与对应的开口的直径相等的连接部分41C相连接。

膜42是相对柔性的，以便使移动部分38能够移动。例如，膜42由弹性体制成，优选地，膜42由氟化硅酮制成。

应当注意的是，紧固垫圈43在膜42外轴向地延伸，以便支撑行程末端止挡件33A。因此，当插座10被连接到插塞12上时，在膜42和底壁21A之间留下空闲空间46。该空闲空间46尤其使膜42能够自由变形，以便不会阻挡移动部件38的任何移动。

由于移动部分38的位置是可变的，因此这种活塞式接触器36可以简单并且有效地适应其环境。因此，例如通过占据间隙或对准缺陷，活塞式接触器尤其能够灵活并且简单地将插座10紧固到插塞12上。这种活塞式接触器36是特别紧凑的，这使产生更小的接口成为可能。

此外，这些活塞式接触器36能够有效地将两个频段隔开。因此，根据本发明的接口尤其使无线接收机能够同时在两个频段上发送和/或接收。

实际上，每个活塞式接触器的尺寸设置为最小化两个频段之间的耦合，使得在一个信道上的信号不会干扰在另一个信道上的信号。换言之，每个活塞式接触器的尺寸设置为最小化穿过所述活塞式接触器的信号之间的串扰(即，一个信号在另一信号上的寄生叠加)，优选地，针对小于45dB的串扰。

特别地，对电绝缘的中空的圆柱形元件37A的尺寸进行选择，以便最大化圆柱形元件的对于波形损耗(wave losses)的电阻，所述电阻被表示为：

$R=\frac{60}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}\·\ln \frac{\mathrm{Dext}}{\mathrm{Dint}}$

其中，R是绝缘元件37A的对于波形损耗的电阻，

ε_r是制造绝缘元件37A的材料的相对电容率，

Dext是绝缘元件37A的外径，以及

Dint是绝缘元件37A的内径。

随后，绝缘元件37A的内径和外径通常使用仿真来确定，仿真能够估计最佳值。

此外，还估算膜42的直径与第二接触部分41B的直径的比值，以便优化两个信道之间的间隔。

应当注意的是，根据本发明的接口具有最佳的密封和良好的坚固性。这种接口尤其可以用在恶劣的环境中。

此外，这种接口的生产成本相对较低，并且尤其低于现有技术实现双频段无线电与天线间的传统连接所需要的两个接口的生产成本。

应当注意的是，本发明不限于先前描述的实施例，但是可以在不超出权利要求书的范围的情况下采取各种可替代选择。

特别是，插座10可以包括位于接收机上的各种紧固装置，并且插塞12可以包括位于天线上的各种连接装置。

根据另一替代选择，插塞12可以包括两个不同的密封膜42，各密封膜42支撑相应的移动接触元件41。

根据另一替代选择，接口可以包括多于两条的同轴电缆和相应的接触器，以便能够在多于两个射频波段上发送和/或接收。

Claims (9)

1.一种用于无线电接收机的天线接口(8)，这种类型的天线接口(8)包括插座(10)和插塞(12)，所述插座(10)被设计成与接收机连接，所述插塞(12)被设计成与天线连接，其特征在于，

所述插座(10)包括主体(11)和两条同轴电缆(22)，每条同轴电缆(22)包括芯体(22A)、与所述芯体(22A)同轴的导电的编织层(22C)、以及电绝缘体(22B)，所述电绝缘体(22B)位于所述芯体(22A)和所述编织层(22C)之间以便将所述芯体(22A)和所述编织层(22C)电绝缘；

各同轴电缆(22)在第一端部和第二端部之间延伸，所述第一端部与所述接收机的印制电路板连接，在所述第二端部处，所述编织层(22C)与所述插座(10)的所述主体(11)电连接，并且在所述第二端部处，所述芯体(22A)能通过在所述插座(10)的所述主体(11)内形成的相应开口(21B)被接入，

所述插塞(12)包括主体(27)和至少两个活塞式接触器(36)，当所述插塞(12)与所述插座(10)连接时，各接触器(36)被设置为面对一开口(21B)以使相应电缆(22)的芯体(22A)与该接触器(36)电连接，并且各电缆(22)的编织层(22C)经由所述插座(10)的所述主体(11)与所述插塞的所述主体(27)电连接；

各活塞式接触器(36)包括固定部分(37)和相对于所述固定部分(37)的移动部分(38)，所述固定部分(37)与所述天线的印制电路板连接，所述移动部分(38)包括接触元件(41)，所述接触元件(41)被设计成当所述插座(10)与所述插塞(12)连接时与相应芯体(22A)配合；以及

所述插塞(12)包括柔性膜(42)以支撑所述活塞式接触器(36)的所述接触元件(41)。

2.根据权利要求1所述的天线接口(8)，其中，对于每个活塞式接触器：

所述固定部分(37)包括电绝缘的中空的圆柱形元件(37A)，所述电绝缘的中空的圆柱形元件(37A)用于形成移动部分(38)能够在其中轴向地移动的活塞式主体；

所述移动部分(38)的所述接触元件(41)包括第一引导部分(41A)和第二接触部分(41B)，所述第二接触部分(41B)被设计成当所述插座(10)与所述插塞(12)连接时与相应芯体(22A)配合；以及

所述第一引导部分(41A)是大体上圆柱形的，直径大体上等于中空的圆柱形元件(37A)的内径，以便无间隙地与所述中空的圆柱形元件(37A)的内壁配合。

3.根据权利要求2所述的接口(8)，其中：

所述插座(10)包括底壁(21A)，所述开口(21B)形成在所述底壁(21A)中；

所述插塞(12)包括行程末端止挡件(33A)，当所述插座(10)与所述插塞(12)连接时，所述底壁(21A)抵靠所述行程末端止挡件(33A)；

所述行程末端止挡件(33A)被设置成使得当所述插座(10)与所述插塞(12)连接时，在所述膜(42)和所述底壁(21A)之间留下空闲空间(46)。

4.根据权利要求2或3所述的接口(8)，其中，各活塞式接触器的尺寸、尤其是所述中空的圆柱形元件(37A)的尺寸被设置为使通过所述活塞式接触器的信号之间的串扰最小化，优选地，使串扰小于45dB。

5.根据前述权利要求中任一项所述的天线接口(8)，其中，所述插座(10)包括：

第一部分(14)，所述第一部分(14)优选地带有螺纹以便旋合到所述接收机的互补的开口中或者旋合到锁紧螺母上；以及

第二螺纹部分(16)，所述第二螺纹部分(16)被设计成旋合到所述插塞(12)的互补的外壳(33)内，所述第一部分(14)和所述第二螺纹部分(16)由凸缘(18)轴向地隔开。

6.根据权利要求5所述的天线接口(8)，其中，所述凸缘(18)在所述第一部分(14)的侧部上带有密封环(20)，所述密封环(20)被设计成与所述接收机的所述互补的开口的轮廓配合。

7.根据权利要求5或6所述的所述天线接口(8)，其中，所述插塞(12)的所述主体(27)整体上具有围绕轴(X’)回转的形状，所述插塞(12)包括相对于所述主体(27)围绕所述轴(X’)自由旋转的旋柄(28)，所述旋柄(28)具有整体上中空的圆柱形形状并向内攻有螺孔，界定所述插座(10)的所述第二螺纹部分(16)的所述互补的外壳(33)。

8.根据权利要求7所述的天线接口(8)，包括密封环(34)，所述密封环(34)设置在所述旋柄(28)的所述外壳(33)内，位于所述主体(27)和所述旋柄(28)之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的天线接口(8)，其中，所述插座(10)和所述插塞(12)包括形成防误设备的互补装置(38)，所述互补装置(38)被设计成确保当所述插座(10)与所述插塞(12)连接时，所述接触器(36)与相应(22)芯体(22A)配合。

Images