CN104752929A - 毫米波连接器及具有带状导体的传输线 - Google Patents

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Abstract

一种适用于毫米波波段的射频连接器组件，包括壳体，由所述壳体保持的传输线及射频连接器。所述传输线具有设于外部导体内的带状导体。所述带状导体由多个固定销固定。所述固定销固定于所述外部导体的孔中并穿过所述内部导体的通孔。所述固定销为塑料注塑成型，包括可通过插头与插座连接的两部分。所述传输线一端具有用于连接带状线的印刷电路板触点，另一端具有用于连接射频连接器的内部导体的连接器触点。

Description

毫米波连接器及具有带状导体的传输线
技术领域
本发明涉及一种可安装于印刷电路板的适用于毫米波波段的射频连接器组件，以及一种用于将射频连接器连接至印刷电路板的传输线，该传输线基于带状导体。
背景技术
美国专利US6,607,400B1公开了一种射频连接器组件。连接器安装于印刷电路板的开槽内，通过将连接器的接地片和信号片焊接于印刷电路板实现电连接。采用这种设计的连接器仅适用于频率数量级不超过1GHz。
美国专利US4,669,805公开了一种使微带电路和外部电路互连的毫米波连接器。该连接器及待与之连接的微带电路板共同设于一壳体中。在组装时，连接器的弹性中心导线必须弯曲以适于连接微带电路。然而，中心导线的弯曲会造成不对称性，进而降低连接器的电气特性。
美国专利US5,797,765公开了一种安装在电路板上的同轴连接器。连接器垂直焊接在电路板上，接合线将同轴连接器的中心导线与电路板连接。这种连接器的组装需要复杂的特殊机构来完成上述接合。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题是提供一种毫米波连接器，其不需借助复杂昂贵的安装工具即可安装于印刷电路板或其他任何微带基板上。进一步地，还提供一种连接器，其可安装在印刷电路板的边缘或其他任何位置处，可平行于印刷电路板或与印刷电路板呈角度安装。本发明所欲解决的另一问题是提供一种具有带状导体的传输线，可将上述连接器与印刷电路板连接。
独立权利要求描述了解决上述问题的技术方案，从属权利要求对本发明作进一步改进。
传输线容纳于壳体中且较佳的是与该壳体集成为一体。传输线的外部导体可由该壳体形成，或为金属管，优选为具有矩形、方形或圆形的截面形状。在所述外部导体中设有内部导体。内部导体优选为金属带状导体且具有矩形的截面形状。所述外部导体可以是直线形状，也可以弯曲成其它形状。所述内部导体由多个固定销固定在特定位置，较佳的是在所述外部导体内部的中心位置处。所述内部导体优选为随着所述外部导体弯曲。所述固定销设于所述外部导体的孔中并穿过所述内部导体的通孔。所述外部导体的孔可为圆孔或纵长孔，可允许所述内部导体的移动。优选地，所述固定销包括第一销部分和第二销部分。优选地，每一所述销部分具有销头和销轴。第一销轴和第二销轴优选为可相互连接，它们可包括插头元件和插座元件。优选地，在所述固定销的中间，形成与所述内部导体的孔连接、并将所述内部导体置于特定位置的凹槽。藉由所述固定销，所述内部导体得以跟随所述外部导体的形状或曲线。所述内部导体优选为设于所述外部导体的中心。由此，上述传输线在毫米波范围(信号频率不超过110GHz)内具有突出的特性。
所述内部导体和外部导体优选为由金属制成，如铝，黄铜，铜或其他适当的材料或其合金制成。进一步地，所述内部导体还包括具有弹性或弹簧弹性的材料。更进一步地，所述外部导体和内部导体至少其中之一具有高导电率和耐腐蚀的材料涂层或金属涂层，如银或金涂层。
优选地，所述固定销由绝缘材料，如塑料制成。最优选地，所述固定销通过注塑成型制成。进一步地，所述固定销直接注塑成型至所述内部导体。
在另一实施例中，用于印刷电路板的毫米波连接器包括一壳体，一射频连接器以及将所述射频连接器连接至所述印刷电路板的传输线。
所述传输线优选为包括具有印刷电路板触点的第一端。所述印刷电路板触点优选为所述内部导体的锥形部，压在所述印刷电路板的带状线(strip line)上。所述传输线还包括用于连接所述射频连接器的中心导体的第二端。优选地，所述第二端在与所述射频连接器的空间关系中配置为藉由该第二端的弹簧弹力特性向所述射频连接器的中心导体施加较小的力，从而实现恰当的电接触。较佳的，所述射频连接器为标准射频连接器。更优选地，所述壳体所保持的是凸缘型射频连接器。虽然本实施例中描述的传输线具有连接印刷电路板和射频连接器的元件，但传输线并不限于上述应用，传输线可以为适用于需要使用传输线的任何目的通用传输线。优选地，所述传输线为半刚性传输线。如果所述外部导体弯曲，则所述内部导体也随之弯曲，由此保持所述传输线良好的特性。
在另一实施例中，连接器组件包括保持传输线和两个同轴线连接器的壳体。所述传输线的每一端连接一个所述同轴线连接器。所述同轴线连接器可为保持一同轴线的凸缘结构。优选地，至少一个所述同轴线连接器保持一具有狭槽端的中心导体，该狭槽端用于与所述传输线的内部导体连接。所述内部导体可在所述狭槽中滑动以补偿因热膨胀造成的中心导体的长度变化。所述内部导体可为直线形状，但优选地，内部导体为弧形，所述两个同轴线连接器以一定角度安装于所述壳体，该角度优选为在60°至120°范围内，最优选为90°。上述连接器组件可形成为具有弯折部。
附图说明
以下将通过具体描述并结合附图对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
图1显示了本发明一实施例的射频连接器组件的透视图；
图2显示了本发明一实施例的射频连接器组件的剖视图；
图3显示了本发明一实施例的固定销固定传输线的内部导体的放大剖视图；
图4显示了本发明一实施例的传输线的顶视图和侧视图；
图5显示了本发明另一实施例的射频连接器组件的剖视图。
具体实施方式
图1显示了本发明一较佳实施例的毫米波连接器。用于印刷电路板的毫米波连接器包括壳体100，其保持一传输线200和一射频连接器300。其中，壳体100安装于一印刷电路板400，该印刷电路板400并不属于本发明的一部分。印刷电路板400具有至少一个带状线(strip line)410及至少一个接地片(ground plane)420。印刷电路板400中可设有通孔430以将设于印刷电路板顶部的一片接地片连接至另一层印刷电路板的接地片。此外，印刷电路板400上设有安装孔440。传输线200将印刷电路板的带状线410和接地片420连接至射频连接器300。传输线200具有一内部导体210和一外部导体220，内部导体210通过固定销240固定于外部导体220内的中心位置。在本实施例中，显示了4个完整的固定销和一些二分之一的固定销。每个固定销240具有第一销部分241和第二销部分242。第一销部分241优选为安装在外部导体220的第一侧221，而第二销部分242安装在外部导体的第二侧222。在此，外部导体220的第二侧222与第一侧221相对。固定销的第一销部分241具有第一销轴243和第一销头245，固定销的第二销部分242具有第二销轴244和第二销头246。其中，第一销部分241的第一销轴243设于外部导体220的第一侧221的孔223中，而第二销部分242的第二销轴244设于外部导体220第二侧222的孔224中。孔223也可以是狭槽。固定销240的第一销部分241和第二销部分242成对地共同嵌入内部导体210的孔213中。
传输线200包括与印刷电路板400连接的第一端，其具有印刷电路板触点211。该印刷电路板触点211优选为锥形，且较佳的藉由传输线200的弹簧特性其形成为弹簧式的，由此可挤压印刷电路板400的带状线410并建立电连接。
进一步地，传输线200包括与射频连接器300连接的第二端，其优选为具有连接器触点212，该连接器触点212较佳的设计为通过弹簧弹力挤压射频连接器300的中心导体310。较佳的，射频连接器300还具有两个连接器部分，分别为连接器壳体330和连接器中心部分340，这两个连接器部分通过螺纹350连接。当连接器中心部分340相对连接器壳体330旋转时，锁紧连接器，此时射频连接器的外部导体320和中心导体310共同朝向传输线的外部导体220和内部导体210移动而形成良好的电接触。在另一实施例中，射频连接器300可具有设于壳体100内的压配合件，用于将射频连接器300的外部导体320挤压至传输线200的外部导体220。在印刷电路板400一侧，传输线200的外部导体220挤压在印刷电路板400的接地片420上以建立电接触。
图中所示的壳体100的部分仅为壳体的一半，未显示的另一半与显示的部分基本对称。这两部分可通过将螺钉旋入夹紧孔140中相互连接。
根据本发明，传输线200可独立使用，而不需要配合射频连接器300和印刷电路板200。
图2显示了另一变形实施例的用于印刷电路板的毫米波连接器的剖视图。其中示出了传输线的更多细节部分，相同部件的附图标记仍与上述实施例相同。
图3显示了一个固定销240固定传输线200的内部导体210的细节图。每个固定销240包括配对的第一销部分241和第二销部分242。第一销部分241具有第一销头245和第一销轴243，而第二销部分242具有第二销头246和第二销轴244。较佳的，这些销轴具有用于彼此连接的元件，如第一销轴243中的插头元件247和第二销轴244中的插座元件248。本实施例中，销轴243穿过内部导体210的孔213。第一销轴243和第二销轴244间形成凹槽249用于精确定位内部导体210。
图4显示了连接了固定销的带状导体(内部导体)的顶视图和侧视图。
图5显示了本发明另一实施例的具有弯折部500的连接器组件，包括壳体530，壳体530保持传输线200和两个同轴线连接器510，520。传输线200的每一端分别连接一个同轴线连接器510，520。同轴线连接器510，520可为保持同轴线的法兰结构。进一步较佳的，至少一个同轴线连接器510，520保持中心导体511，512，并且中心导体511，512具有用于与内部导体210连接的狭槽端512，522。传输线的内部导体210可在狭槽中滑动以补偿因热膨胀引起的中心导体的长度变化。优选地，传输线的内部导体210为弧形，两个同轴线连接器510，520以角度531安装于壳体530上，角度531较佳为60°～120°范围内，最佳的为90°。
附图标记列表
100       壳体
140       夹紧孔
200       传输线
210       传输线的内部导体
211       印刷电路板触点
212       连接器触点
213       孔
220       传输线的外部导体
221       外部导体的第一侧
222       外部导体的第二侧
223       外部导体的第一侧的孔
224       外部导体的第二侧的孔
240       固定销
241       第一销部分
242       第二销部分
243       第一销轴
244       第二销轴
245       第一销头
246       第二销头
247       插头元件
248       插座元件
249       凹槽
300       射频连接器
310       射频连接器的中心导体
320       射频连接器的外部导体
330       连接器壳体
340       连接器中心部分
350       连接器螺纹
400       印刷电路板
410       带状线
420       接地片
430       通孔
440       安装孔
500       弯折部
510       第一同轴线连接器
511       第一中心导体
512       第一中心导体的狭槽端
520       第二同轴线连接器
521       第二中心导体
522       第二中心导体的狭槽端
530       壳体
531       角度

Claims (13)

1.一种用于射频信号耦合的传输线(200)，包括至少一个外部导体(220)和一个内部导体(210)，其特征在于，
所述内部导体(210)为具有矩形横截面的带状导体，其包含导电材料，所述内部导体(210)通过设于预定位置、由绝缘材料制成的多个固定销(240)固定于靠近所述外部导体(220)的中心处，每一所述固定销(240)设于所述外部导体(220)的至少一个孔(223，224)中并穿过所述内部导体(210)的孔(213)。
2.根据权利要求1所述的传输线(200)，其特征在于，至少一个所述固定销(240)包括至少一个销头(245，256)和至少一个销轴(243，244)。
3.根据权利要求1所述的传输线(200)，其特征在于，至少一个所述固定销(240)包括：具有第一销轴(243)和第一销头(245)的第一销部分(241)以及具有第二销轴(244)和第二销头(246)的第二销部分(242)。
4.根据权利要求3所述的传输线(200)，其特征在于，所述第一销轴(243)具有插头元件(247)，所述第二销轴(244)具有插座元件(248)。
5.根据权利要求1所述的传输线(200)，其特征在于，至少一个所述固定销(240)形成与所述内部导体(210)的孔(213)相连接的凹槽(249)，用于将所述内部导体(210)固定在所述外部导体(220)内的预定位置处。
6.根据权利要求1所述的传输线(200)，其特征在于，至少一个所述固定销(240)由塑料材料通过注塑成型制成。
7.一种射频连接器组件，包括至少一个壳体(100)和由所述壳体(100)保持的射频连接器(300)，其特征在于，
如权利要求1至6任一项所述的传输线(200)的至少部分容纳于所述壳体(100)中与所述射频连接器(300)连接。
8.根据权利要求7所述的射频连接器组件，其特征在于，所述内部导体(210)在其一端具有用于与印刷电路板(400)上的带状线(410)连接的印刷电路板触点(211)。
9.根据权利要求7所述的射频连接器组件，其特征在于，所述内部导体(210)在其至少一端具有用于与所述射频连接器(300)的中心导体(310)连接的连接器触点(212)。
10.一种射频连接器组件，包括至少一个壳体(530)和由所述壳体(530)保持的两个同轴线连接器(510，520)，其特征在于，
如权利要求1至6任一项所述的传输线(200)的至少部分容纳于所述壳体(530)中与所述两个同轴线连接器(510，520)连接。
11.根据权利要求10所述的射频连接器组件，其特征在于，至少一个所述同轴线连接器(510，520)保持中心导体(511，521)，所述中心导体(511，521)具有用于与所述内部导体(210)连接的狭槽端(512，522)。
12.根据权利要求10所述的射频连接器组件，其特征在于，所述内部导体(210)为弧形形状，所述两个同轴线连接器(510，520)以一定角度(531)安装于所述射频连接器组件的壳体(530)。
13.根据权利要求12所述的射频连接器组件，其特征在于，所述角度(531)为90°。
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