CN103326206B - 一种极高频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极高频同轴连接器，涉及同轴连接器技术领域，是为解决50～65GHz极高频信号传输问题而提出的一种新型连接器。该连接器包括外导体、内导体和绝缘支撑，所述外导体由壳体和套筒组成，套筒上有固定绝缘支撑的卡槽，所述绝缘支撑由三个薄片式绝缘子组成，能够同时保证良好的微波传输性能和机械支撑强度，所述内导体上有插孔，插孔在收口前有逐渐增大的锥角，可保证与插针插合后传输线内导体直径的一致性。本发明提供的连接器，电气特性优良，机械可靠性高，能够高效稳定传输频率高达65GHz的微波信号。

Description

一种极高频同轴连接器

技术领域

本发明涉及一种射频同轴连接器，特别是一种可传输65GHz极高频信号的射频同轴连接器。

背景技术

极高频信号通常指频率超过50GHz的微波信号，极高频微波信号具有方向性好、穿透力强、频率边缘不会出现重叠等一系列独特优点，因此在卫星通信、电子对抗、雷达工程等军事领域有广泛的应用前景。

极高频同轴连接器是指能够传输极高频信号的连接器，是一种超小型微波同轴连接器，其特点是工作频率高、结构尺寸小、精度要求高。

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，通常需要在连接器的内外导体之间引入空气介质。对于传输频率高达65GHz的极高频连接器，最理想的情况是绝缘介质全部采用空气介质，但为了对中心接触件实现定位和固定，必须引入绝缘体。要使信号稳定传输而不发生振荡，希望绝缘子的厚度越薄越好；但是由于结构上机械支撑的需要，绝缘子的厚度又不能做的太薄，否则影响内导体的稳固性和直线度，这不仅影响到高频传输特性，而且还会直接影响到内导体的插配，增加磨损，降低寿命。因此，极高频连接器的绝缘支撑直接关系到其电气性能、耐环境性能及机械可靠性，是整个连接器最重要也是最难设计的部分。

此外，极高频信号传输时，还要考虑其内部相邻的不连续段之间的特性阻抗匹配问题，当连接器各截面特性阻抗与传输线阻抗匹配误差较大时，连接器会在失配面产生较大反射，因此需要严格控制内外导体尺寸以保证整个传输通路中阻抗的一致性。同时，为了安装绝缘支撑及内导体，传输通路不可避免地会产生不连续电容，为减小这种不连续电容对产品性能的影响，需要在不连续点进行精确的补偿，以达到良好的微波传输性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可稳定传输DC～65GHz微波信号的极高频同轴连接器，该连接器电气特性优良、机械可靠性高，且加工装配的工艺简单，易实现。

本发明技术解决方案：一种极高频同轴连接器，包括：外导体、绝缘支撑和内导体；

所述的外导体设有中空的内腔，由壳体和套筒组成，所述套筒包括上套筒和下套筒，所述上套筒与下套筒对向接合，并通过壳体的内壁在圆周方向箍紧从而固定，且套筒的左端面紧贴壳体台阶孔的左端面；

所述绝缘支撑由三片尺寸相同的绝缘子组成，分别为右绝缘子、中绝缘子、左绝缘子，所述绝缘子呈薄片状，厚度为0.2～0.5mm，固定于套筒的卡槽中，并支撑内导体置于外导体中央；

所述内导体呈柱状，置于外导体的内腔中且与外导体内壁同轴，并从绝缘子的轴心穿过且与绝缘子固连；所述内导体上设有三个环绕其外周面径向凹陷的凹槽，用于固定绝缘子；

所述套筒上设有环绕其壁面凹陷的三个卡槽和六个电容补偿槽，六个电容补偿槽分别在三个卡槽的左右两侧，每两个卡槽间距为4～8mm。

所述三片尺寸相同的绝缘子选用聚醚酰胺（PI）或聚醚酰亚胺（PEI）。

所述内导体左右两端设有开槽孔，用于和同系列针式连接器的插针配合，所述开槽孔的外圆周处有逐渐变大的锥角。

所述外导体的内径为1.85mm；内导体的外径为0.80mm。

所述极高频同轴连接器设有1.85mm系列连接器的孔式接口。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

（1）本发明绝缘支撑由三个薄片式绝缘子组成，既通过绝缘子的“薄”保证了连接器的微波传输特性，又通过多点支撑的结构特性保证了连接器的机械可靠性。

（2）本发明绝缘子的结构简单，通过注塑法成型并直接固连在内导体上，其加工工艺简单、加工成低，并且与内导体的连接强度高、支撑效果好。

（3）本发明在套筒上每个卡槽的左右两侧都设置了补偿槽，并且补偿槽的尺寸通过仿真计算得出，可精确补偿卡槽产生的不连续电容，从而保证了连接器具有良好的微波传输性能。

（4）本发明内导体的插孔在开槽处理前其外圆周处有逐渐变大的锥角（图3），插孔开槽后需要进行收口并时效处理，由于与之配合的插针外径必须小于插孔的内径，当插针与插孔配合后（图3），开槽孔处的内导体外径会略有收缩，原先插孔处逐渐变大的锥角使得内导体的外径保持一致，从而保证了整个传输通路中阻抗的匹配性。

（5）本发明提供的连接器，电气特性优良，机械可靠性高，能够高效稳定传输频率高达65GHz的微波信号。

附图说明

图1、图2、图3是本发明第一实施例的极高频同轴连接器的剖切主视图；

图4是本发明第一实施例的极高频同轴连接器沿图3中的A-A线剖切后的侧视图；

图5是本发明中套筒的剖切主视图；

图6是本发明中内导体插孔与插针插合后的示意图；

图7是本发明中内导体的插孔收口前的示意图；

图8是本发明第二实施例的极高频同轴连接器的剖切主视图；

图中，10-外导体、11-内导体、111-凹槽、12-绝缘支撑、121-右绝缘子、122-中绝缘子、123-左绝缘子、13-套筒、131-上套筒、132-下套筒、133-卡槽、134-电容补偿槽、14-壳体、15-内卡簧、16-连接螺母。

21-插孔、211-锥角、212-窄槽、22-插针。

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7所示，本发明第一实施例所提供的一种极高频双阴式同轴连接器，包括外导体10、内导体11和绝缘支撑12；

所述的外导体10设有中空的内腔，由壳体14和套筒13组成，所述套筒13包括上套筒131和下套筒132，所述上套筒131与下套筒132对向接合，并通过壳体14的内壁在圆周方向箍紧从而固定，且套筒13的左端面紧贴壳体14台阶孔的左端面；

所述套筒13上设有环绕其壁面凹陷的三个卡槽133和六个电容补偿槽134，六个电容补偿槽分别在三个卡槽的左右两侧，卡槽133用于固定绝缘支撑12，每两个卡槽之间的距离为4～8mm。

所述绝缘支撑12由三片尺寸相同的绝缘子组成，分别为右绝缘子121、中绝缘子122、左绝缘子123，所述绝缘子呈薄片状，厚度为0.2～0.5mm，分别固定于套筒13的三个卡槽中，并支撑内导体11置于外导体10中央；

所述内导体11呈柱状，置于外导体10的内腔中且与外导体10内壁同轴，并分别从右绝缘子121、中绝缘子122、左绝缘子123的轴心穿过与三者固连；所述内导体11上设有三个环绕其外周面径向凹陷的凹槽111，用于固定三片绝缘子；所述三片绝缘子经所述凹槽111与内导体11固连。

进一步的，所述绝缘子选用聚醚酰胺（PI）或聚醚酰亚胺（PEI）。

进一步的，所述内导体左右两端均有插孔21，插孔21上有宽0.1mm的窄槽212，插孔21收口处理前其外圆周处有逐渐变大的锥角211，该锥角结构是为保证收口后的插孔21与插针22插合后整个通路上内导体的外径保持一致（图6）。

进一步的，所述极高频双阴式同轴连接器的左端和右端均为1.85mm系列连接器的孔式接口。

如图8所示，本发明第二实施例所提供的一种极高频阳转阴式同轴连接器，包括外导体10、内导体和11绝缘支撑12；

所述的外导体10设有中空的内腔，由壳体14和套筒13、卡簧15、连接螺母16组成，连接螺母16和壳体14通过卡簧15相连；

所述套筒13包括上套筒131和下套筒132，所述上套筒131与下套筒132对向接合，并通过壳体14的内壁在圆周方向箍紧从而固定，且套筒13的左端面紧贴壳体14台阶孔的左端面；

所述套筒13上设有环绕其壁面凹陷的三个卡槽133和六个电容补偿槽134，六个电容补偿槽分别在三个卡槽的左右两侧，卡槽133用于固定绝缘支撑12，每两个卡槽之间的距离为4～8mm。

所述绝缘支撑12由三片尺寸相同的绝缘子组成，分别为右绝缘子121、中绝缘子122、左绝缘子123，所述绝缘子呈薄片状，厚度为0.2～0.5mm，分别固定于套筒13的三个卡槽中，并支撑内导体11置于外导体10中央。

所述内导体11呈柱状，置于外导体的内腔中且与外导体内壁同轴，并分别从右绝缘子121、中绝缘子122、左绝缘子123的轴心穿过与三者固连。所述内导体11上设有三个环绕其外周面径向凹陷的凹槽，用于固定三片绝缘子；所述三片绝缘子经所述凹槽与内导体11固连。

进一步的，所述绝缘子选用聚醚酰胺（PI）或聚醚酰亚胺（PEI）。

进一步的，所述内导体左端为插针22，右端为插孔21，插孔上有宽0.1mm的窄槽212，插孔在收口处理前其外圆周处有逐渐变大的锥角211。

进一步的，所述极高频阳转阴式同轴连接器的左端为1.85mm系列连接器的针式接口，右端为1.85mm系列连接器的孔式接口。

总之，本发明一种极高频同轴连接器解决了50～65GHz极高频信号传输问题，具有电气特性优良，机械可靠性高，能够高效稳定传输频率高达65GHz的微波信号。

本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种极高频同轴连接器，其特征在于包括：外导体(10)、绝缘支撑(12)和内导体(11)；

所述的外导体(10)设有中空的内腔，由壳体(14)和套筒(13)组成，所述套筒(13)包括上套筒(131)和下套筒(132)，所述上套筒(131)与下套筒(132)对向接合，并通过壳体(14)的内壁在圆周方向箍紧从而固定，且套筒(13)的左端面紧贴壳体(14)台阶孔的左端面；

所述绝缘支撑(12)由三片尺寸相同的绝缘子组成，分别为右绝缘子(121)、中绝缘子(122)、左绝缘子(123)，所述绝缘子呈薄片状，厚度为0.2～0.5mm，固定于套筒的卡槽中，并支撑内导体(11)置于外导体(10)中央；

所述内导体(11)呈柱状，置于外导体(10)的内腔中且与外导体(10)内壁同轴，并从绝缘子的轴心穿过且与绝缘子固连；所述内导体(11)上设有三个环绕其外周面径向凹陷的凹槽(111)，用于固定绝缘子；

所述套筒(13)上设有环绕其壁面凹陷的三个卡槽(133)和六个电容补偿槽(134)，六个电容补偿槽(134)分别在三个卡槽(133)的左右两侧，每两个卡槽间距为4～8mm。

2.根据权利要求1所述的极高频同轴连接器，其特征在于：所述三片尺寸相同的绝缘子选用聚醚酰胺(PI)或聚醚酰亚胺(PEI)。

3.根据权利要求1所述的极高频同轴连接器，其特征在于：所述内导体(11)左右两端设有开槽孔，用于和同系列针式连接器的插针配合，所述开槽孔的外圆周处有逐渐变大的锥角。

4.根据权利要求1所述的极高频同轴连接器，其特征在于：所述外导体的内径为1.85mm；内导体的外径为0.80mm。