CN107078407B - 同轴线缆和连接器组件 - Google Patents

Abstract

同轴线缆‑连接器组件包括同轴线缆和同轴连接器。同轴线缆包括：具有终止端的内部导体，终止端包括孔；覆盖在内部导体上的介电层；覆盖在介电层上的具有终止端的外部导体；以及覆盖在外部导体上的护套。同轴连接器包括：内部导体主体，其包括环绕内部导体的终止端的凸起和纵向孔；外部导体主体，其与外部导体的终止端电连接；以及插入到内部导体的终止端的孔中的扩张构件，扩张构件被调整尺寸并构造为使内部导体的终止端径向扩张成与内部导体主体的凸起电接触。

Description

同轴线缆和连接器组件

相关申请

本申请要求于2014年9月11日提交的美国临时专利申请No.62/049,160的优先权和权益，其公开内容被整体地结合于此。

技术领域

本发明一般而言涉及电气线缆连接器，更具体而言涉及用于电气线缆的同轴连接器。

背景技术

同轴线缆通常在RF通信系统中使用。典型的同轴线缆包括内部导体、外部导体、分隔内部导体和外部导体的介电层(dielectric layer)、以及覆盖外部导体的护套。同轴线缆连接器可以应用于端接同轴线缆，例如，在需要高级别的精度和可靠性的通信系统中。

同轴连接器接口提供以下之间的连接/断开功能：(a)与具有特定连接器接口的连接器端接的线缆和(b)具有安装在装置(诸如天线或远程无线电头)或另一个线缆上的配合连接器接口的对应连接器。通常，一个连接器将包括诸如连接到内部导体的销或柱以及连接到外部导体的外部导体连接器主体的结构；它们与配合套筒(用于内部导体的销或柱)和适配在第一连接器的外部导体主体内或上方的第二连接器的另一个外部导体连接器主体配合。同轴连接器接口通常利用螺纹耦接螺母或其它保持器，当将耦接螺母(其由连接器中的一个连接器捕获)旋拧到另一个连接器上时，其将连接器接口对牵拉到牢固的机电接合中。

无源互调失真(Passive Intermodulation Distortion，PIM)是一种形式的电干扰/信号传输劣化，其可能在小于对称互连和/或随着机电互连随时间移位或劣化的情况下发生。互连可能由于机械应力、振动、热循环和/或材料劣化而移位。PIM会是重要的互连质量特性，因为由单个低质量互连产生的PIM可能使整个RF系统的电气性能劣化。因此，通过连接器设计来减少PIM通常是期望的。

可能期望提供用于将连接器附接到线缆导体的享有低PIM和相对低劳动力制造的替代技术。

发明内容

作为第一方面，本发明的实施例涉及一种同轴线缆-连接器组件。该组件包括同轴线缆和同轴连接器。同轴线缆包括：具有终止端的内部导体，终止端包括孔；覆盖在内部导体上的介电层；覆盖在介电层上的具有终止端的外部导体；以及覆盖在外部导体上的护套。同轴连接器包括：内部导体主体，其被构造为与配合的同轴线缆插座的内部导体主体配合，内部导体主体包括环绕内部导体的终止端的凸起，并且还包括纵向孔；外部导体主体，其被构造为与配合的同轴线缆插座的外部导体主体配合，外部导体主体与外部导体的终止端电连接；以及扩张构件(expansion member)，其被插入到内部导体的终止端的孔中，扩张构件被调整尺寸并被构造为使内部导体的终止端径向扩张成与内部导体主体的凸起电接触。

作为第二方面，本发明的实施例涉及一种同轴连接器，包括：内部导体主体，其被构造为与配合的同轴线缆插座的内部导体主体配合，内部导体主体还被构造为附接到同轴线缆的内部导体的终止端；以及外部导体主体，其被构造为与配合的同轴线缆插座的外部导体主体配合，外部导体主体还被构造为与同轴线缆的外部导体的终止端电连接。外部导体主体还包括径向向内的唇部(lip)，使得在唇部和外部导体主体的内表面之间形成间隙，并且间隙被构造为将线缆的外部导体的终止端接纳在该间隙内。外部导体主体被构造为被压接到线缆的外部导体的终止端。

作为第三方面，本发明的实施例涉及一种同轴线缆-连接器组件，其包括同轴线缆和同轴连接器。同轴线缆包括：具有终止端的内部导体；覆盖在内部导体上的介电层；覆盖在介电层上的具有终止端的外部导体；以及覆盖在外部导体上的护套。同轴连接器包括：内部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体延伸部配合，内部导体主体附接到内部导体的终止端；以及外部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的外部导体延伸部配合，外部导体主体与外部导体的终止端电连接。外部导体主体被压接到线缆的外部导体的终止端，并且还被压接在护套之上。

作为第四方面，本发明的实施例涉及一种形成同轴线缆-连接器组件的方法，包括以下步骤：(a)提供同轴线缆，该同轴线缆包括：具有终止端的内部导体，终止端包括孔；覆盖在内部导体上的介电层；以及覆盖在介电层上的具有终止端的外部导体；(b)提供同轴连接器，该同轴连接器包括：内部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体主体配合，内部导体主体包括环绕内部导体的终止端的凸起，并且还包括纵向孔；以及外部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的外部导体主体配合，外部导体主体与外部导体的终止端电连接；以及(c)将扩张构件插入到内部导体的终止端的孔中，扩张构件被调整尺寸并构造为使内部导体的终止端径向扩张成与内部导体主体的凸起电接触。

作为第五方面，本发明的实施例涉及一种形成同轴线缆-连接器组件的方法，包括以下步骤：(a)提供同轴线缆，该同轴线缆包括：具有终止端的内部导体；覆盖在内部导体上的介电层；覆盖在介电层上的具有终止端的外部导体；以及覆盖在外部导体上的护套；(b)提供同轴连接器，该同轴连接器包括：内部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体延伸部配合，内部导体主体附接到内部导体的终止端；以及外部导体主体，其被构造为与配合同轴线缆插座的外部导体延伸部配合，外部导体主体与外部导体的终止端电连接；(c)将外部导体主体压接到线缆的外部导体的终止端，以及(d)将外部导体主体压接在护套之上。

作为第六方面，本发明的实施例涉及一种包括线缆和连接器的线缆-连接器组件。线缆包括具有终止端的导体，终止端包括孔。连接器包括被构造为与配合连接器的导体主体配合的导体主体。扩张构件被插入到导体的终止端的孔中，扩张构件被调整尺寸并构造为使导体的终止端径向扩张成与导体主体电接触。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的线缆-连接器组件的透视截面图。

图2是图1的组件的外部导体主体的透视图。

图3是图1的组件的透视图，其中外部导体主体被压接就位。

图4是图1的组件的内部导体主体的透视图。

图5是图1的组件的定位销(dowel)的透视图。

图6是图1的组件的线缆的内部导体和外部导体的连接器端部的透视图。

具体实施方式

本发明参考附图进行描述，附图中示出了本发明的某些实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应当被解释为限于本文绘出和描述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使得本公开内容将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。还应当理解，本文公开的实施例可以以任何方式和/或组合进行组合，以提供许多附加的实施例。

除非另有定义，否则在本公开内容中使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在以上描述中使用的术语仅仅是为了描述特定实施例，而不旨在限制本发明。如本公开内容中所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。还将理解，当元件(例如，设备、电路等)被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，它可以直接连接或耦接到另一个元件或者可以存在中间元件。作为对照，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在中间元件。

现在参考附图，在图1中示出了被泛指为5的连接器-线缆组件。组件5包括同轴线缆10和插头30，下面将详细描述其中每一个。

参考图1和图6，同轴线缆10包括内部导体12、圆周覆盖在中心导体12上的介电层14、圆周覆盖在介电层14上的外部导体16、以及圆周覆盖在外部导体16上的聚合物线缆护套20。这些部件对于本领域的技术人员是众所周知的，并且不需要在本文中详细描述。值得注意的是，内部导体12在其终止端处包括孔12a(在图6中最佳地看到)。图1和图6示出外部导体16可以是波纹轮廓；可替代地，外部导体16可以具有光滑、编织或箔的轮廓。所有这些外部导体构造都是本领域技术人员已知的，并且不需要在本文中详细描述。

参考图1和图4，插头30包括内部导体主体32和外部导体主体34。如在图1和图4中可以看到的，内部导体主体32通常是圆柱形的并且包括套筒41，套筒41包括穿过其纵向延伸的中心孔40。凸起42从套筒41的一端延伸；凸起42具有比孔40的内径大的内径，从而创建肩部43(参见图1)，并且凸起42具有比套筒41的外径大的外径，从而创建肩部48。在套筒41的外表面中存在两个环形槽44、46，其中槽44形成肩部48的一部分。脊49在斜切的尖端47附近从套筒41径向向外延伸。内部导体主体32被构造为与配合插座的内部导体主体配合。

现在参考图1-3，外部导体主体34通常是圆柱形的并且包括多个汇合(merging)部分。护套压接部分50存在于一端，其中稍微较小的过渡部分52与其汇合。稍微较小的导体压接部分54与过渡部分52汇合。唇部56置于导体压接部分54的径向向内，并且创建在护套压接部分50的方向上开口的间隙58。第一六边形部分60与导体压接部分54汇合，并且稍微较大的第二六边形部分62与第一六边形部分60汇合；肩部63通过在六边形部分60、62的内表面中的偏移被创建。构造为与配合插座配合的配合部分66与第二六边形部分62汇合。环68从配合部分66径向向外延伸并提供用于与耦接螺母80相互作用的支承表面82。

现在参考图1和图5，大致圆柱形的定位销70包括凹部72。凹部72的存在在定位销70的一端处形成把手74。定位销70的与把手74相对的端部76被斜切。图1还示出了将内部导体主体32的套筒41与外部导体主体34分离的介电间隔件86。

图1示出了组装的插头30和线缆10。外部导体主体34的护套压接部分50适配在线缆10的护套20上，其中可选的密封环90(通常由诸如橡胶或另一种弹性物的弹性材料形成)插入在护套压接部分50和护套20之间。外部导体16的终止端(其向外张开以允许它在直径上扩张)适配在导体压接部分54和唇部56之间的间隙58内，其中唇部56潜在地用作外部导体16的终止端的止动件。内部导体主体32的凸起42适配在内部导体12的外表面上，使得孔12a与孔40对准；内部导体12的端部可以邻接内部导体主体32的肩部48。

如在图3中可以看到的，外部导体主体34通过压接被固定到线缆护套20和外部导体16两者。图3示出了通过压接操作形成的外部导体主体34的护套压接部分50中的两个槽92、94，其中该压接操作将护套压接部分50推到护套20上。这种压接旨在产生防水密封，并且还可以创建机械支点(fulcrum)，在其中线缆的相对移动不容易直接传递到外部导体接口或内部导体接口。这可以降低接口经受相对运动的概率，该相对运动可能会导致不可接受的PIM水平。

图3还示出了在通过压接操作(其可以与护套压接部分50的压接同时进行)形成的导体压接部分54中形成的槽96；导体压接部分54的压接迫使外部导体16与导体压接部分50和/或唇部56接触，以在其间提供高压力电接触。

内部导体主体32通过定位销70附接到线缆10的内部导体12。更具体地，定位销70的直径略大于内部导体12的孔12a的直径。定位销70穿过内部导体主体32的孔40(从扩口尖端47处开始)，然后被驱动进入孔12a中(通常以高速和/或在高压力下)。因为定位销70比孔12a大，因此它迫使孔12a径向向外，以形成与凸起42的内表面的高压过盈适配(interference fit)，其将内部导体12附接到内部导体主体32并由此建立电接触。

本领域技术人员将理解，定位销70可以用使得内部导体12充分径向向外扩张以形成与内部导体主体32的凸起42的接合的另一种类型的扩张构件替代。还应当注意，虽然凸起42被示为连续的环状物(annulus)，但是它可以是不连续的；例如，它可以包括一个或多个狭槽以促进径向扩张。此外，定位销或其它扩张构件可以具有光滑表面，或者它可以具有纹理或粗糙表面。例如，定位销的外表面可以是完全或部分滚花的(knurled)(例如，两端可以是滚花的、具有光滑的中央部分，或者两端可以是光滑的、具有滚花的中央部分，一端可以是光滑的并且另一端可以是滚花的，等等)。此外，定位销可以是部分或完全中空的，这可以有效地“软化”定位销，从而提供在线缆的内部导体的孔上的接合强度和应力的预选平衡。此外，在一些实施例中，定位销12或其它扩张构件可以与内部导体主体32组合成单个部件，而不是单独的和不同的部件。最后，定位销或其它扩张构件可以被用来连接其它类型的导体，诸如电力导体。

因此可以看出，根据本发明的实施例的连接器可以在同一组件内提供三个接口，其中通过配合接口的其中一个构件的偏转/变形来提供压接力。通过使用高压力接口而不是焊接，可以显著地减少PIM。

本领域技术人员将理解，虽然本文示出了插头30，但是插座或其它连接器可以适合与上述构思一起使用。此外，虽然在插头30和配合插座之间预期了电流连接，但是这些构思可以与被设计用于电容耦接的连接器(参见，例如，于2014年6月13日提交的美国专利申请No.14/303,745，其全部内容被结合于此)一起采用。还应当注意，三个压接操作中的任何一个可以被独立地采用，其它两个接口的接合通过其它方式实现。

前述内容是对本发明的说明并且不应被解释为对其的限制。虽然已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在实质上不背离本发明的新颖教导和优点的情况下，对示例性实施例的许多修改是可能的。相应地，所有此类修改都旨在包括在如权利要求中限定的本发明的范围内。本发明由以下权利要求限定，权利要求的等同物要包括在其中。

Claims (22)

1.一种同轴线缆-连接器组件，包括：

(a)同轴线缆，所述同轴线缆包括：

具有终止端的内部导体，所述终止端包括孔；

覆盖在所述内部导体上的介电层；

覆盖在所述介电层上的具有终止端的外部导体；以及

覆盖在所述外部导体上的护套；以及

(b)同轴连接器，所述同轴连接器包括：

内部导体主体，该内部导体主体被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体主体配合，该内部导体主体包括环绕所述内部导体的终止端的凸起，并且还包括纵向孔；

外部导体主体，该外部导体主体被构造为与所述配合同轴线缆插座的外部导体主体配合，该外部导体主体与所述外部导体的终止端电连接；以及

扩张构件，该扩张构件插入内部导体的终止端的所述孔中，所述扩张构件被调整尺寸并被构造为使所述内部导体的终止端径向扩张成与所述内部导体主体的凸起电接触。

2.如权利要求1所述的组件，其中所述扩张构件延伸到所述内部导体主体的孔中。

3.如权利要求1所述的组件，其中所述外部导体主体包括径向向内的唇部，使得在所述唇部和所述外部导体主体的内表面之间形成间隙，并且其中线缆的所述外部导体的终止端位于所述间隙内。

4.如权利要求3所述的组件，其中所述外部导体主体被压接到所述外部导体的终止端上。

5.如权利要求3所述的组件，其中所述唇部用作所述外部导体的止动件。

6.如权利要求1所述的组件，还包括插入在所述护套和所述外部导体主体之间的弹性套筒。

7.如权利要求6所述的组件，其中所述外部导体主体被压接到所述弹性套筒上。

8.如权利要求4所述的组件，还包括插入在所述护套之间的弹性套筒，其中所述外部导体主体被压接到所述弹性套筒上。

9.一种同轴连接器，所述同轴连接器包括：

内部导体主体，该内部导体主体被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体主体配合，该内部导体主体还被构造为附接到同轴线缆的内部导体的终止端；

外部导体主体，该外部导体主体被构造为与所述配合同轴线缆插座的外部导体主体配合，该外部导体主体还被构造为与所述同轴线缆的外部导体的终止端电连接；

其中所述外部导体主体还包括径向向内的唇部，使得在所述唇部和所述外部导体主体的内表面之间形成间隙，并且所述间隙被构造为将线缆的外部导体的终止端接纳在所述间隙内；以及

其中所述外部导体主体被构造为被压接到线缆的外部导体的终止端。

10.如权利要求9所述的连接器，与同轴线缆组合，所述同轴线缆包括：

具有终止端的内部导体；

覆盖在所述内部导体上的介电层；

覆盖在所述介电层上的具有终止端的外部导体；以及

覆盖在所述外部导体上的护套。

11.如权利要求10所述的连接器，还包括插入在所述护套和所述外部导体主体之间的弹性套筒。

12.如权利要求11所述的连接器，其中所述外部导体主体被压接到所述弹性套筒上。

13.如权利要求10所述的连接器，其中所述唇部用作所述外部导体的止动件。

14.一种同轴线缆-连接器组件，包括：

(a)同轴线缆，所述同轴线缆包括：

具有终止端的内部导体；

覆盖在所述内部导体上的介电层；

覆盖在所述介电层上的具有终止端的外部导体；以及

覆盖在所述外部导体上的护套；

(b)同轴连接器，所述同轴连接器包括：

内部导体主体，该内部导体主体被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体延伸部配合，该内部导体主体附接到所述内部导体的终止端；

外部导体主体，该外部导体主体被构造为与所述配合同轴线缆插座的外部导体延伸部配合，该外部导体主体与所述外部导体的终止端电连接；

其中所述外部导体主体被压接到线缆的所述外部导体的终止端，并且还被压接在所述护套上。

15.如权利要求14所述的组件，还包括插入在所述护套和所述外部导体主体之间的弹性套筒。

16.如权利要求15所述的组件，其中所述外部导体主体被压接到所述弹性套筒上。

17.一种形成同轴线缆-连接器组件的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供同轴线缆，所述同轴线缆包括：

具有终止端的内部导体，所述终止端包括孔；

覆盖在所述内部导体上的介电层；以及

覆盖在所述介电层上的具有终止端的外部导体；

(b)提供同轴连接器，所述同轴连接器包括：

内部导体主体，该内部导体主体被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体主体配合，该内部导体主体包括环绕所述内部导体的终止端的凸起，并且还包括纵向孔；以及

外部导体主体，该外部导体主体被构造为与所述配合同轴线缆插座的外部导体主体配合，该外部导体主体与所述外部导体的终止端电连接；

(c)将扩张构件插入到所述内部导体的终止端的孔中，所述扩张构件被调整尺寸并被构造为使所述内部导体的终止端径向扩张成与所述内部导体主体的凸起电接触。

18.一种形成同轴线缆-连接器组件的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供同轴线缆，所述同轴线缆包括：

具有终止端的内部导体；

覆盖在所述内部导体上的介电层；

覆盖在所述介电层上的具有终止端的外部导体；以及

覆盖在所述外部导体上的护套；

(b)提供同轴连接器，所述同轴连接器包括：

内部导体主体，该内部导体主体被构造为与配合同轴线缆插座的内部导体延伸部配合，该内部导体主体附接到所述内部导体的终止端；

外部导体主体，该外部导体主体被构造为与所述配合同轴线缆插座的外部导体延伸部配合，该外部导体主体与所述外部导体的终止端电连接；以及

(c)将所述外部导体主体压接到线缆的所述外部导体的终止端，

(d)将所述外部导体主体压接在所述护套上。

19.如权利要求18所述的方法，其中步骤(c)和(d)被同时执行。

20.一种线缆-连接器组件，包括：

(a)线缆，所述线缆包括具有终止端的导体，所述终止端包括孔；

(b)连接器，所述连接器包括导体主体，所述导体主体被构造为与配合连接器的导体主体配合；以及

(c)扩张构件，所述扩张构件被插入到所述导体的终止端的孔中，所述扩张构件被调整尺寸并被构造为使所述导体的终止端径向扩张成与所述导体主体电接触。

21.如权利要求20所述的组件，其中所述扩张构件是与所述导体主体分离且不同的部件。

22.如权利要求21所述的组件，其中所述导体主体包括孔，并且其中所述扩张构件被插入到所述导体主体的孔中。