CN105977738B - Cnc型射频同轴连接器界面 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CNC型射频同轴连接器界面，由CNC型插针接触件连接器界面和CNC型插孔接触件连接器界面组成，其均包括外壳、套装在外壳内的绝缘支撑和内导体，内导体套装在绝缘支撑内，外壳外壁后端向外延伸有连接法兰，CNC型插针接触件连接器界面与CNC型插孔接触件连接器界面之间相互机械啮合和分离。本发明具有电气性能优良、接触可靠、耐温变、抗振性好、屏蔽性好的特点，在宽温域、大振动、强冲击的恶劣环境下还具有保持其电气性能有效性、一致性和稳定性的高可靠性；与传统的螺纹连接方式的射频同轴连接器界面相比，避免了在使用过程中常出现的连接套松脱或脱落、使用要求高、使用不方便、加工难度大等问题。

Description

CNC型射频同轴连接器界面

技术领域

本发明涉及射频同轴连接器领域，特别是涉及一种CNC型射频同轴连接器界面。

背景技术

连接器是系统工程重要的配套元件，从系统、分系统、机柜、组合、印制板到每个可更换的独立单元，成千上万的连接器如同人的神经系统分布于各系统和部位，担负着控制系统的电能传输和信号控制与传递。任何一个连接器失效都将导致整个系统工程的失败，而通常的连接器失效较多发生在工作界面部位，所以连接器界面对于整个系统的性能及可靠性至关重要。

目前国内使用的射频同轴连接器工作界面有很多，从工作界面的连接类型来分主要有以下三种：1)螺纹连接型，如SMA、TNC、N、2.92、L27、L12等，这种连接方式的界面具有连接方便、结构简单等特点，目前应用最为广泛；2)卡口连接型，如BNC、C、Q9、Q6等，这种连接方式的界面具有连接快捷的特点，也是射频连接器应用最早的连接方式；3)推入连接型，如SMB、MCX、SMP、BMA等，这种连接方式的界面具有结构简单、紧凑、体积小等特点。

发展至今，TNC型连接器界面一直是目前国内外应用最为广泛的界面之一。TNC型连接器界面是具有螺纹连接机构的中小功率连接器，工作频率达11GHz。该界面的连接机构采用英制7/16—28UNEF螺纹，电气通道的内导体外径为2.06mm～2.21mm，绝缘支撑为非共面结构。

TNC型射频连接器界面的连接机构目前为英制7/16—28UNEF螺纹的连接套，一般采用弹性卡环零件或连接套套卷滚铆的方法固定在外导体上。采用该工作界面的射频同轴连接器插头与插座间通过连接套啮合和分离，从机械结构上分析，运动件往往最容易发生损坏，从TNC型界面的结构分析可知，连接套、卡环为薄弱环节。

采用TNC型界面的连接器在使用过程中易出现以下问题：1)连接套松脱或脱落。当卡环、卡环槽或套铆结构和尺寸设计、加工不当时，在工作环境为大振动、强冲击的恶劣环境下，连接套的连接可能出现松动，致使内导体间的电接触状态改变，引起该部位反射增大，极端现象为内导体间完全脱离，电接触中断；2)连接要求高。螺纹连接必须使用力矩扳手扳紧，但过紧或过松又将影响连接器电气性能，因而对连接要求较高；3)使用不方便。螺纹连接器使用不方便，还要留出旋紧螺纹安装位置，安装体积大，不适合快速安装，即使用性不好。4)加工难度大。7/16—28UNEF螺纹为英制螺纹，在加工中，许多单位没有专用刀具、量具，常常用配作方法加工，但常常不达标；在加工中，螺纹啮合牙型角要求精度较高，较难加工。

因此亟需提供一种新型的射频同轴连接器界面来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CNC型射频同轴连接器界面，能够保证在严苛受力环境及特殊安装环境下的工作可靠性。

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CNC型射频同轴连接器界面，由CNC型插针接触件连接器界面和CNC型插孔接触件连接器界面组成，其均包括外壳、套装在外壳内的绝缘支撑和内导体，内导体套装在绝缘支撑内，CNC型插针接触件连接器界面与CNC型插孔接触件连接器界面之间相互机械啮合和分离，两者的绝缘支撑为非共面设计；设定CNC型插针接触件连接器界面与CNC型插孔接触件连接器界面之间插合部分的一端为前端、相应未插合部分的一端为后端；外壳外壁后端向外延伸有连接法兰；

CNC型插针接触件连接器界面的连接法兰前端设有密封圈，内导体分为呈圆锥体的内导体第一段、呈杆状的内导体第二段及第三段，绝缘支撑的前端设有内部环槽，内导体第一段与内导体第二段套装在内部环槽内，内导体第一段分别设有第一坡度和第二坡度；

CNC型插孔接触件连接器界面的内导体前部设有开槽，开槽的前端收口，外壳的内孔前端设有导向角、前部设有锥形滑配段，绝缘支撑在与CNC型插针接触件连接器界面中内部环槽的对应处设有外部环槽；CNC型射频同轴连接器界面的各结构尺寸如下：

(1)CNC型插针接触件连接器界面，单位均为mm：

外壳的外接触件配合段外径(B)范围为8.00—8.05；

绝缘支撑的外径(A)范围为不大于6.50；

位于内导体第一段与内导体第二段处的内部环槽的内径(C)不小于4.83；

内导体第一段的直平台外径(R)不大于0.64；

内导体第二段的外径(D)范围为1.32—1.37；

内导体第三段的外径(J)范围为2.06—2.21；

内导体第二段的轴向长度(K)不小于1.98；

设定外壳的前端面为第一电气和机械基准面Q1，位于内导体第一段与内导体第二段处的内部环槽的后端面为1面，内导体第三段的前端面为2面，

1面与第一电气和机械基准面的轴向长度(G)范围为5.28—5.79；

2面与第一电气和机械基准面的轴向长度(E)范围为5.33—5.84；

绝缘支撑的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(F)不小于0.15；

内导体第一段的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(H)范围为0.08—1.02；

连接法兰的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(I)不小于5.50；

内导体第一段的第一坡度范围为55—66°；

内导体第一段的第二坡度范围为1—4°；

(2)CNC型插孔接触件连接器界面，单位均为mm：

外壳的内孔的导向角最大径(b)范围为8.79—9.04；

外壳的内孔的锥形滑配段最大径(c)范围为8.31—8.46；

外壳的内孔的锥形滑配段最小径(d)范围为8.10—8.15；

绝缘支撑前端的外径(e)不大于4.72；

绝缘支撑后端的外径(n)不大于6.50；

内导体的外径(m)范围为2.06—2.21；

内导体的孔深(l)不小于4.95；

设定外壳内孔的锥形滑配段的后端面为第二电气和机械基准面Q2，

外壳前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(g)范围为5.10—5.30；

绝缘支撑的前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(p)范围为4.78—5.28；

绝缘支撑的后端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(k)不大于0.15；

内导体的前端面与第二电气和机械基准面的轴向长度(j)范围为4.72—5.23。

为简洁描述起见，以下本发明所述的CNC型插针接触件连接器界面简称为插针界面，所述的CNC型插孔接触件连接器界面简称为插孔界面。

在本发明一个较佳实施例中，外壳与连接法兰为一体式结构或分离式结构，根据设计工艺的需求而定。

在本发明一个较佳实施例中，CNC型插孔接触件连接器界面的外壳内孔前端的导向角为倒角或倒圆，起导向作用，方便插针界面插入插孔界面中。

本发明的有益效果是：本发明具有电气性能优良、接触可靠、耐温变、抗振性好、屏蔽性好的特点，在宽温域、大振动、强冲击的恶劣环境下还具有保持其电气性能有效性、一致性和稳定性的高可靠性；射频同轴连接器采用CNC型界面，通过界面部分的机械啮合和分离，来实现传输系统可靠的电气连接和分离功能，可用于航空航天等严酷环境，也可适应整机系统特殊的安装要求，而且本发明CNC型射频连接器界面间采用连接法兰固定，解决了现有技术中螺纹界面在严苛受力环境使用中极易发生螺套松脱的技术问题，增强连接器的连接可靠性，并且在抗振、屏蔽方面有更好的效果；与TNC型射频同轴连接器界面相比，在连接机构与连接方式上做出改变，以达到提高产品在宽温域、大振动、强冲击的恶劣环境下的可靠性，以及降低使用要求、加工要求的目的。

附图说明

图1是所述CNC型插针接触件连接器界面与所述CNC型插孔接触件连接器界面插合后的剖视图；

图2是所述CNC型插针接触件连接器界面的剖视图；

图3是所述CNC型插针接触件连接器界面的内导体的结构示意图；

图4是所述CNC型插孔接触件连接器界面的剖视图；

图5是所述CNC型插孔接触件连接器界面的内导体的剖视图；

图6是所述连接法兰的侧视图；

图7是所述CNC型射频同轴连接器界面的使用实例示意图；

附图中各部件的标记如下：1、CNC型插针接触件连接器界面，11、CNC型插针接触件连接器界面的外壳，12、CNC型插针接触件连接器界面的绝缘支撑，121、内部环槽，13、CNC型插针接触件连接器界面的内导体，131、内导体第一段，132、内导体第二段，133、内导体第三段，14、CNC型插针接触件连接器界面的连接法兰，141、螺纹孔，15、密封圈，2、CNC型插孔接触件连接器界面，21、CNC型插孔接触件连接器界面的外壳，211、导向角，212、锥形滑配段，22、CNC型插孔接触件连接器界面的绝缘支撑，221、外部环槽，23、CNC型插孔接触件连接器界面的内导体，231、开槽，24、CNC型插孔接触件连接器界面的连接法兰，3、螺旋天线，4、CNC(F)—JD型射频同轴连接器，5、TNC/CNC(F)—KFKL型射频同轴连接器转接器，6、安装基板，7、对地面。

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，本发明实施例包括：

一种CNC型射频同轴连接器界面，由CNC型插针接触件连接器界面1和CNC型插孔接触件连接器界面2组成，其均包括外壳、套装在外壳内的绝缘支撑和内导体，内导体套装在绝缘支撑内，CNC型插针接触件连接器界面1与CNC型插孔接触件连接器界面2之间相互机械啮合和分离，两者的绝缘支撑为非共面设计。为描述准确起见，设定CNC型插针接触件连接器界面1与CNC型插孔接触件连接器界面2之间插合部分的一端为前端、相应未插合部分的一端为后端；外壳外壁后端向外延伸有连接法兰。

CNC型插针接触件连接器界面1的连接法兰14前端设有密封圈15，其内导体13分为呈圆锥体的内导体第一段131、呈杆状的内导体第二段132及第三段133，内导体第一段131为内导体13的导向段，内导体第二段132为内导体13的有效接触段，内导体第三段133为内导体13的电气通道尺寸段，绝缘支撑12的前端设有内部环槽121，内导体第一段131与内导体第二段132套装在内部环槽121内，内导体第一段131分别设有第一坡度(图中标记为α)和第二坡度(图中标记为β)，其中，密封圈15要满足所需的功能和环境性能要求。CNC型插针接触件连接器界面的各部分尺寸如下表所示。请参阅图2和图3，内导体第一段131的第一坡度(α)范围为55—66°；内导体第一段131的第二坡度(β)为1—4°，分别设定外壳11的外接触件配合段外径为B；绝缘支撑12的外径为A；位于内导体第一段131与内导体第二段132处的内部环槽121的内径为C；内导体第二段132的外径为D；内导体第一段131的直平台外径为R；内导体第三段133的外径为J；内导体第二段132的轴向长度为K；另设定外壳11的前端面为第一电气和机械基准面Q1，位于内导体第一段131与内导体第二段132处的内部环槽121的后端面为1面(图中标记为Z1)，内导体第三段133的前端面为2面(图中标记为Z2)，1面与第一电气和机械基准面的轴向长度为G；2面与第一电气和机械基准面的轴向长度为E；绝缘支撑12的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度为F；内导体第一段131的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度为H；连接法兰14的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度为I；

CNC型插孔接触件连接器界面2的内导体23前部设有开槽231，开槽231的前端收口(未使用状态下)，开槽231和收口均要满足电气和机械性能要求，当与直径为1.32—1.37mm的插针接触件1插合时，开槽231的内径要满足电压驻波比要求。外壳21的内孔前端设有导向角211、前部设有锥形滑配段212，绝缘支撑22在与CNC型插针接触件连接器界面1中内部环槽121对应处设有外部环槽221。CNC型插孔接触件连接器界面2的各部分尺寸如下表所示。请参阅图4和图5，分别设定外壳21的内孔的导向角211最大径为b；外壳21的内孔的锥形滑配段212最大径为c；外壳21的内孔的锥形滑配段212最小径为d；绝缘支撑22前端的外径为e；绝缘支撑22后端的外径为n；内导体23的外径为m；内导体23的孔深为l；另设定外壳21内孔的锥形滑配段212的后端面为第二电气和机械基准面Q2，绝缘支撑22的后端面与第二电气和机械基准面的轴线长度为k；外壳21前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度为g；绝缘支撑22的前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度为p；内导体23的前端面与第二电气和机械基准面的轴向长度为j。

CNC型插针接触件连接器界面1与CNC型插孔接触件连接器界面2之间相互机械啮合和分离。啮合时，CNC型插针接触件连接器界面1的第一电气和机械基准面Q1与CNC型插孔接触件连接器界面2的第二电气和机械基准面Q2相互重合，保证CNC型插针接触件连接器界面1的外壳11与CNC型插孔接触件连接器界面2的外壳21相接触。此时，由于加工工艺的误差存在，CNC型插针接触件连接器界面1与CNC型插孔接触件连接器界面2的内导体、绝缘支撑之间均存在间隙，结合图1，设定内导体之间的间隙为S；内界面的绝缘支撑间隙为T1；外界面的绝缘支撑间隙为T2，则0.10≤S≤1.12，0.00≤T1≤1.01，0.00≤T2≤0.30。

CNC型射频同轴连接器界面间采用连接法兰固定，请参阅图6，所述连接法兰的四角处设有螺纹孔141，其直径为3.2mm，设定连接法兰的长度为X，宽度为Y；长度方向上两个螺纹孔141圆心之间的距离为U，宽度方向上两个螺纹孔141圆心之间的距离为W；推荐的尺寸如下表所示：

下面描述所述CNC型射频同轴连接器界面在卫星系统中的一个应用实施例，请参阅图7，在“天X”卫星中，卫星上共有几十个螺旋天线单元，统一安装在一个平行于对地面7的安装基板6上，安装基板6固定于对地面7。设计时，需要一种新型射频连接器界面，用于卫星舱内的馈电系统与舱外的螺旋天线3间射频信号的可靠连接，由于环境条件恶劣(辐照、温度变化、力学影响等)，既需要满足温度变化大、辐射强、振动冲击量级大等严酷的宇航环境，又需要适用于对地面7与安装基板6间特殊的安装环境。现有技术中已有的螺纹连接、卡口连接、推入连接等方式的界面无法在使用环境中保持其电气性能的有效性、一致性和稳定性，无法避免真空环境下(如温度变化、辐射等)和卫星发射时振动、冲击对连接器界面的影响。因此必须针对其高可靠的应用场合设计一种新型的射频连接器界面。

TNC/CNC(F)—KFKL型射频同轴连接器转接器5，一端为标准的TNC—K型接口，另一端采用本发明的CNC型插孔接触件连接器界面。CNC(F)—JD型射频同轴连接器4，接口端采用本发明的CNC型插针接触件连接器界面，另一端与螺旋天线3相连。

TNC/CNC(F)—KFKL型射频同轴连接器转接器5布置在对地面7内表面与之对应的区域，该新型射频连接器一端通过CNC(F)—JD型连接器4与螺旋天线3相连、另一端通过TNC—J型接口电缆连接到馈线系统。工作时，通过TNC/CNC(F)—KFKL型射频同轴连接器转接器5的CNC型插孔接触件连接器界面2与CNC(F)—JD型连接器4的CNC型插针接触件连接器界面1之间的机械啮合和分离，来实现传输系统的电气连接和分离功能。

本发明所述CNC型射频同轴连接器界面的工作频率达11GHz，其具有电气性能优良、接触可靠、耐温变、抗振性好、屏蔽性好的特点，在宽温域、大振动、强冲击的恶劣环境下还具有保持其电气性能有效性、一致性和稳定性的高可靠性。射频同轴连接器采用CNC型界面，通过界面部分的机械啮合和分离，来实现传输系统可靠的电气连接和分离功能，可用于航空航天等严酷环境，也可适应整机系统特殊的安装要求，而且本发明CNC型射频连接器界面间采用连接法兰固定，解决了现有技术中螺纹界面在严苛受力环境使用中极易发生螺套松脱的技术问题，增强连接器的连接可靠性，并且在抗振、屏蔽方面有更好的效果；与TNC型射频同轴连接器界面相比，在连接机构与连接方式上做出改变，以达到提高产品在宽温域、大振动、强冲击的恶劣环境下的可靠性，以及降低使用要求、加工要求的目的。

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CNC型射频同轴连接器界面，由CNC型插针接触件连接器界面和CNC型插孔接触件连接器界面组成，其均包括外壳、套装在外壳内的绝缘支撑和内导体，内导体套装在绝缘支撑内，其特征在于，CNC型插针接触件连接器界面与CNC型插孔接触件连接器界面之间相互机械啮合和分离，两者的绝缘支撑为非共面设计；设定CNC型插针接触件连接器界面与CNC型插孔接触件连接器界面之间插合部分的一端为前端、相应未插合部分的一端为后端；外壳外壁后端向外延伸有连接法兰；

CNC型插针接触件连接器界面的连接法兰前端设有密封圈，内导体分为呈圆锥体的内导体第一段、呈杆状的内导体第二段及第三段，绝缘支撑的前端设有内部环槽，内导体第一段与内导体第二段套装在内部环槽内，内导体第一段分别设有第一坡度和第二坡度；

CNC型插孔接触件连接器界面的内导体前部设有开槽，开槽的前端收口，外壳的内孔前端设有导向角、前部设有锥形滑配段，绝缘支撑在与CNC型插针接触件连接器界面中内部环槽的对应处设有外部环槽；CNC型射频同轴连接器界面的各结构尺寸如下：

(1)CNC型插针接触件连接器界面，单位均为mm：

外壳的外接触件配合段外径(B)范围为8.00-8.05；

绝缘支撑的外径(A)范围为不大于6.50；

位于内导体第一段与内导体第二段处的内部环槽的内径(C)不小于4.83；

内导体第一段的直平台外径(R)不大于0.64；

内导体第二段的外径(D)范围为1.32-1.37；

内导体第三段的外径(J)范围为2.06-2.21；

内导体第二段的轴向长度(K)不小于1.98；

设定外壳的前端面为第一电气和机械基准面Q1，位于内导体第一段与内导体第二段处的内部环槽的后端面为1面，内导体第三段的前端面为2面，

1面与第一电气和机械基准面的轴向长度(G)范围为5.28-5.79；

2面与第一电气和机械基准面的轴向长度(E)范围为5.33-5.84；

绝缘支撑的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(F)不小于0.15；

内导体第一段的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(H)范围为0.08-1.02；

连接法兰的前端面与第一电气和机械基准面的轴向长度(I)不小于5.50；

内导体第一段的第一坡度范围为55-66°；

内导体第一段的第二坡度范围为1-4°；

(2)CNC型插孔接触件连接器界面，单位均为mm：

外壳的内孔的导向角最大径(b)范围为8.79-9.04；

外壳的内孔的锥形滑配段最大径(c)范围为8.31-8.46；

外壳的内孔的锥形滑配段最小径(d)范围为8.10-8.15；

绝缘支撑前端的外径(e)不大于4.72；

绝缘支撑后端的外径(n)不大于6.50；

内导体的外径(m)范围为2.06-2.21；

内导体的孔深(l)不小于4.95；

设定外壳内孔的锥形滑配段的后端面为第二电气和机械基准面Q2，

外壳前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(g)范围为5.10-5.30；

绝缘支撑的前端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(p)范围为4.78-5.28；

绝缘支撑的后端面与第二电气和机械基准面的轴线长度(k)不大于0.15；

内导体的前端面与第二电气和机械基准面(j)的轴向长度范围为4.72-5.23。

2.根据权利要求1所述的CNC型射频同轴连接器界面，其特征在于，外壳与连接法兰为一体式结构或分离式结构。

3.根据权利要求1所述的CNC型射频同轴连接器界面，其特征在于，CNC型插孔接触件连接器界面的外壳内孔前端的导向角为倒角或倒圆。