CN104966935A - N型射频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种N型射频同轴连接器，包括内导体、绝缘子、压套、外壳、外导体，内导体为一体化直角弯式结构，其尾部与一弹性插孔插合连接；绝缘子嵌套在内导体的凹槽处与直角弯处，位于内导体凹槽处的绝缘子采用聚四氟乙烯材料并开有环形槽，位于直角弯处的内导体填充有空气；压套包裹在绝缘子与内导体的外部，外导体嵌套在内导体与压套的外部；外壳为直角弯式锥度结构，其固定在外导体的外部。本发明的内导体采用一体化直角弯式结构以及外壳采用直角弯式锥度结构设计，不仅大幅度提高了产品主要电气性能的一致性，而且达到了在直角转弯处阻抗连续平滑过渡、减少反射系数、提高尖角处截止频率的效果。

Description

N型射频同轴连接器

技术领域

本发明涉及一种机电元件，特别是涉及一种N型射频同轴连接器。

背景技术

在微波同轴连接器系列中，直角弯式的射频同轴连接器是一种必不可少的元件，品种多、用途广、用量也很大，目前已经应用于包括机载、航空、航天等多个领域，因此连接器可靠性至关重要。该产品目前已在国家重点工程的整机中使用，其性能优良、质量稳定可靠，满足在机载条件下系统设备的使用要求。该产品具宽频带、低电压驻波比、低损耗等特点，且连接可靠、抗振性好、互换性好，提高了配套系统的稳定性和可靠性，在其他工程中也可以使用。

传统直角弯式射频同轴连接器采用的内导体为直式结构，尾部开槽，两节内导体连接需要焊接，电缆与内导体之间不易焊接，焊锡点补偿不确定，一致性难以控制均匀；传统结构外壳采用的结构是直角弯式三通T型，会出现在直角转弯处反射系数大、产生高次谐波发出高阶模的缺点；传统结构的产品电性能为工作频率：50MHz—11GHz；电压驻波比：≤1.30，工作频率不高，若工作频率要求高，而内部结构内导体和外壳均为直角弯式，场论的观点看，必定产生畸变，这主要是因为直角转弯处可以看成为由二段同轴直角相交而成，它的电力线分布在直角转弯处，场是不均匀的，但在这样的过渡段中，传输的波已不再是纯的TEM波，可能激发出高阶模，使直角弯式连接器的性能变化，电性能技术指标难以达到。

因此亟需提供一种新型的N型射频同轴连接器来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种N型射频同轴连接器，能够显著提高产品主要电气性能的一致性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种N型射频同轴连接器，包括内导体、绝缘子、压套、外壳、外导体，内导体为一体化直角弯式结构，其尾部与一弹性插孔插合连接；绝缘子嵌套在内导体的凹槽处与直角弯处，位于内导体凹槽处的绝缘子采用聚四氟乙烯材料并开有环形槽，位于直角弯处的内导体填充有空气；压套包裹在绝缘子与内导体的外部，外导体嵌套在内导体与压套的外部；外壳为直角弯式锥度结构，其固定在外导体的外部。

在本发明一个较佳实施例中，所述N型射频同轴连接器还包括密封圈、螺套、挡圈、套管、尾套，密封圈固定在外导体的前部，螺套固定在内导体前部、外导体前部与密封圈的外部，挡圈固定在螺套的后端、外导体上，套管嵌套在外壳内的尾部，尾套固定在外壳的下部。整个结构形式为卡环式，简单可靠稳定。

在本发明一个较佳实施例中，所述N型射频同轴连接器的工作频率范围是0.05GHz—18GHz，工作频率显著提高。

本发明的有益效果是：本发明的内导体采用一体化直角弯式结构，克服了传统二件式焊接结构造成的连接强度低、耐环境性能差、工艺控制和质量一致性难以保证的缺点，同时大幅度提高了产品主要电气性能的一致性；外壳采用直角弯式锥度结构设计实现了直角弯式连接器内部结构在直角转弯处的阻抗匹配，达到在直角转弯处阻抗连续平滑过渡、减少反射系数、提高尖角处截止频率的效果；位于内导体凹槽处的绝缘子选用聚四氟乙烯材料，并开环形槽，在保证其具有一定的支撑强度的同时，又降低了其相对介电常数，从而对直角弯头过渡部分进行了有效的高抗补偿，来消除尺寸变化造成的不连续性电容的影响，提高了产品的电性能。

附图说明

图1是本发明N型射频同轴连接器一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是所示N型射频同轴连接器的部分内部结构示意图；

图3是所示N型射频同轴连接器的内部结构示意图；

图4是所述内导体的结构示意图；

图5是所述外壳的内部结构示意图；

图6是所述N型射频同轴连接器连接电缆的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、内导体，2、绝缘子，3、压套，4、外壳，5、外导体，6、密封圈，7、螺套，8、挡圈，9、套管，10、尾套，11、弹性插孔，12、凹槽，13、环形槽，14、电缆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，本发明实施例包括：

一种N型射频同轴连接器，包括内导体1、绝缘子2、压套3、外壳4、外导体5、密封圈6、螺套7、挡圈8、套管9、尾套10，内导体1为一体化直角弯式结构，其尾部与一弹性插孔11插合连接；绝缘子2嵌套在内导体1的凹槽12处与直角弯处，位于内导体1凹槽12处的绝缘子2采用聚四氟乙烯材料并开有环形槽13，位于直角弯处的内导体1填充有空气；压套3包裹在绝缘子2与内导体1的外部，外导体5嵌套在内导体1与压套3的外部；外壳4为直角弯式锥度结构，其固定在外导体5的外部；密封圈6固定在外导体5的前部，螺套7固定在内导体1前部、外导体5前部与密封圈6的外部，挡圈8固定在螺套7的后端、外导体5上，套管9嵌套在外壳4内的尾部，尾套10固定在外壳4的下部。整个结构形式为卡环式，简单可靠稳定。

区别于现有技术，内导体1采用一体化直角弯式结构设计，且在适当位置设置凹槽12，请参阅图4，克服了传统两件式焊接造成的强度低、耐环境性能差、工艺控制和质量一致性难以保证的缺点，大幅度提高了产品的主要电气性能的一致性；请参阅图5，外壳4采用直角弯式锥度结构设计实现了直角弯式连接器内部结构在直角转弯处的阻抗匹配，达到在直角转弯处阻抗连续平滑过渡、减少反射系数、提高尖角处截止频率的效果。

N型射频同轴连接器的电性能包括工作频率、电压驻波比、插入损耗，本发明的工作频率范围：0.05GHz—18GHz，从11GHz扩频到18GHz，电压驻波比≤1.3，插入损耗≤0.40dB。由于工作频率要求高，而其内部结构中的内导体和外壳均为直角弯式结构，从电磁场理论的观点看，必定产生畸变，这主要是因为直角转弯处可以看成为由二段同轴直角相交而成，它的电力线分布在直角转弯处，电磁场是不均匀的，但在这样的过渡段中，传输的波已不再是纯的TEM波，可能激发出高阶模，使直角弯式连接器的性能变化，电性能技术指标难以达到。因此采取高抗补偿模式来解决直角过渡问题，其原理类似串联一个电感，以补偿不连续电容达到减小因阻抗不连续引起的反射，大大降低了连接器的电压驻波比，提高了连接器的电气性能。位于内导体1凹槽12处的绝缘子2采用聚四氟乙烯材料并开有环形槽13，在保证其具有一定的支撑强度的同时，又降低了其相对介电常数，同时在位于直角弯处的内导体1填充有空气，从而对直角弯头过渡部分进行了有效的高抗补偿，来消除尺寸变化造成的不连续性电容的影响，提高了产品的电性能。为了达到最佳的宽频带性能，要求空气占空比尽可能大，绝缘子2在满足机械性能条件下，尽可能薄，同时还要对绝缘子2的结构进行优化设计。根据GJB5246-2004射频连接器界面中N型界面标准及客户要求，采用最简洁可靠的设计结构，减少反射点的存在，同时，根据N型射频同轴连接器的结构，为轴向固定内导体1，调整绝缘子2在连接器的轴向位置，首先根据阻抗公式：

$Z_0=\frac{138}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}\lg \frac{D}{d}=\frac{60}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}ln\frac{D}{d}$

外导体5与内导体1之间是聚四氟乙烯介质ε_r＝2.02，计算得出对应外导体5处的内径尺寸D及内导体1直径尺寸d；然后再在Ansoft HFSS软件中进行电磁场模拟仿真，对计算出的各尺寸(主要是各补偿处尺寸)进行验证和调整。

传统N型射频同轴连接器内的内导体1与电缆14连接采用焊接方式，两者之间不易焊接，且焊锡点补偿不确定，一致性难以控制均匀，请参阅图6，本发明将电缆14与内导体1尾部的弹性插孔11插接，套管9与电缆14焊接，易装配，易焊接，产品的一致性好。

本发明中内导体采用直角弯式结构，零件车成型后用打弯模打弯成型，一体化的直角弯式内导体克服了传统二件式焊接而造成的连接强度低、耐环境性能差、工艺控制和质量一致性难以保证的缺点，同时大幅度提高了产品主要电气性能的一致性。位于内导体1凹槽12处的绝缘子2选用聚四氟乙烯材料，绝缘子2内部的特性阻抗必须和相邻接的空气线的特性阻抗相同，为了达到这一条件，必须向内切去内导体1(即设置凹槽)或者向外切去外导体5或者两者同时采用，采用适当的内切割组合能将这些不连续性降低到最小。位于内导体1凹槽12处的绝缘子2采用开环形槽13，在保证其具有一定的支撑强度的同时，又降低了其相对介电常数，从而对直角弯头过渡部分进行了有效的高抗补偿，来消除尺寸变化造成的不连续性电容的影响，提高了产品的电性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种N型射频同轴连接器，包括内导体、绝缘子、压套、外壳、外导体，其特征在于，内导体为一体化直角弯式结构，其尾部与一弹性插孔插合连接；绝缘子嵌套在内导体的凹槽处与直角弯处，位于内导体凹槽处的绝缘子采用聚四氟乙烯材料并开有环形槽，位于直角弯处的内导体填充有空气；压套包裹在绝缘子与内导体的外部，外导体嵌套在内导体与压套的外部；外壳为直角弯式锥度结构，其固定在外导体的外部。

2.根据权利要求1所述的N型射频同轴连接器，其特征在于，所述N型射频同轴连接器还包括密封圈、螺套、挡圈、套管、尾套，密封圈固定在外导体的前部，螺套固定在内导体前部、外导体前部与密封圈的外部，挡圈固定在螺套的后端、外导体上，套管嵌套在外壳内的尾部，尾套固定在外壳的下部。

3.根据权利要求1或2所述的N型射频同轴连接器，其特征在于，所述N型射频同轴连接器的工作频率范围是0.05GHz—18GHz。