CN107112650B - 直角同轴电缆和连接器组件 - Google Patents

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Abstract

同轴电缆‑连接器组件，包括：同轴电缆，该同轴电缆具有：内导体，该内导体具有终止端，该终止端包括孔；介电层，该介电层覆盖在内导体上；和外导体，该外导体覆盖在介电层上，并且具有终止端；直角同轴连接器，该直角同轴连接器包括：内导体主体，该内导体主体具有构造成与配合插座的内导体主体相配合的柱体，该内导体主体还包括接收部，该接收部接收内导体的终止端，使得柱体基本上垂直于内导体；外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆插座的外导体主体相配合，并且与外导体的终止端电连接；和扩张构件，该扩张构件插入到内导体的终止端的孔中，并且尺寸和构造使得内导体的终止端径向扩张。

Description

直角同轴电缆和连接器组件
相关申请
本申请要求于2015年2月4日提交的美国临时专利申请No.62/111,944的权益和优先权，其公开内容由此通过引用整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及电缆连接器，并且更具体地，涉及用于电缆的同轴连接器。
背景技术
同轴电缆通常用于RF通信系统中。典型的同轴电缆包括内导体、外导体、分隔内导体和外导体的介电层、以及覆盖外导体的护套。可以应用同轴电缆连接器来终止同轴电缆，例如在需要高的精度和可靠性的通信系统中。
同轴连接器接口在(a)终止于承载所需连接器接口的连接器的电缆和(b)具有安装在设备上或另一电缆上的配合连接器接口的相应连接器之间提供连接/断开功能。通常，一个连接器将包括连接到内导体的诸如销或柱的结构以及连接到外导体的外导体连接器主体；这些部分与配合套筒(用于内导体的销或柱)相配合以及与第二连接器的另一外导体连接器主体相配合。同轴连接器接口通常使用带螺纹的联接螺母或其它保持器，当联接螺母(其由连接器之一拘限)螺纹连接到另一连接器上时，所述联接螺母或其它保持器将使得连接器接口对形成可靠的机电接合。
无源互调失真(PIM)是电干扰/信号传输劣化的一种形式，其可能在较不对称的互连的情况下发生，和/或机电互连随时间移位或劣化而发生。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可以是重要的互连品质特性，因为由单个低品质互连产生的PIM可能使得整个RF系统的电气性能劣化。因此，通过连接器设计来减少PIM是通常所期望的。
可期望的是提供用于将连接器附接到电缆导体的技术，其具有低PIM并且以相对低的劳动力制造。
发明内容
作为第一方面，本发明的实施例涉及一种同轴电缆-连接器组件。同轴电缆-连接器组件包括同轴电缆和直角同轴连接器。同轴电缆包括：内导体，该内导体具有终止端，该终止端包括孔；介电层，该介电层覆盖在内导体上；和外导体，该外导体覆盖在介电层上，并且具有终止端。直角同轴连接器包括：内导体主体，该内导体主体包括构造成与配合同轴电缆插座的内导体主体相配合的柱体，该内导体主体还包括接收部，该接收部接收内导体的终止端，使得柱体基本上垂直于内导体；外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆插座的外导体主体相配合，该外导体主体与外导体的终止端电连接；和扩张构件，该扩张构件插入到内导体的终止端的孔中，该扩张构件的尺寸和构造使得内导体的终止端径向扩张。
作为第二方面，本发明的实施例涉及一种直角同轴连接器组件，包括：(a)内导体主体，该内导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的内导体主体相配合，该内导体主体包括限定第一纵向轴线的柱体和构造成接收同轴电缆的内导体的接收部；(b)外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合，该外导体主体包括：大致圆柱形的电缆接触部分，该电缆接触部分具有基本上垂直于第一纵向轴线的第二纵向轴线，并且构造成与外导体的终止端电连接；壳体部分，该壳体部分附接到电缆接触部分；和大致圆柱形的连接器接触部分，该连接器接触部分附接到壳体部分，并且具有与第一纵向轴线基本重合的纵向轴线，该连接器接触部分构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合；以及(c)介电间隔物，该介电间隔物定位成保持外导体主体的连接器接触部分和内导体主体的柱体之间的电隔离。
作为第三方面，本发明的实施例涉及一种形成直角同轴电缆-连接器组件的方法。该方法首先包括以下步骤：(a)提供同轴电缆，该同轴电缆包括：内导体，该内导体具有终止端，在该终止端中形成有孔；介电层，该介电层覆盖在内导体上；外导体，该外导体覆盖在介电层上，并且具有终止端；以及护套，该护套覆盖在外导体上。该方法还包括以下步骤：(b)提供同轴连接器，该同轴连接器包括：内导体主体，该内导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的内导体主体相配合，该内导体主体包括限定第一纵向轴线的柱体和构造成接收同轴电缆的内导体的接收部，其中，该接收部包括孔；外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合，该外导体主体包括：壳体部分，该壳体部分附接到电缆接触部分，其中，该壳体部分包括在基本上垂直于第一纵向轴线的第二纵向轴线上对准的进入孔；和介电间隔物，该介电间隔物定位成保持外导体主体和内导体主体的柱体之间的电隔离。该方法还包括以下步骤：(c)将同轴电缆插入通过外导体主体的电缆接触部分，使得同轴电缆的内导体的终止端插入到内导体主体的接收部中的孔中；以及(d)将扩张构件插入通过壳体部分中的进入孔而进入到内导体的孔中，使得内导体的终止端扩张成与接收部电接触。
作为第四方面，本发明的实施例涉及一种组件，包括：第一构件，该第一构件包括第一接收部；第二构件，该第二构件包括接收第一构件的接收部的第二接收部；和扩张构件，该扩张构件插入到第一接收部中，该扩张构件的尺寸和构造使得第一接收部径向扩张而与第二接收部接触，所述接触足以在第一接收部和第二接收部之间形成压配合接头。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的直角电缆-连接器组件的透视图。
图2是图1的组件的一部分的侧视剖视图。
图3是图1的组件的俯视剖视图。
图4是图1的组件的外导体主体的透视图。
图5是图1的组件的电缆的内导体和外导体的连接器端的透视图。
图6是在将榫钉插入电缆的内导体的孔中之前图1的组件的透视图，其中，为了清楚起见，移除了外导体主体和绝缘体。
图7是图1的组件的榫钉的透视图。
图8A-8C是适于在图1的组件中使用的榫钉的替代实施例的剖视图。
具体实施方式
本发明参照附图进行描述，在附图中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所展示和描述的实施例；相反，这些实施例的提供使得本公开将是彻底和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。还将理解，本文公开的实施例可以以任何方式和/或组合来组合以提供许多另外的实施例。
除非另外限定，本公开中使用的所有技术和科学术语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。在上面描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意在限制本发明。如本公开所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”还旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，当元件(例如，装置、电路等)被指代为“连接”或“联接”到另一元件时，其可以直接连接或联接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当元件被指代为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
现在参考附图，在图1-3中示出了整体以附图标记5表示的直角连接器-电缆组件。组件5包括同轴电缆10和直角插头30，每个部件都在下面详细描述。
参考图2、3和5，同轴电缆10包括内导体12、周向覆盖在中心导体12上的介电层14、周向覆盖在介电层14上的外导体16、和周向覆盖在外导体16上的聚合物电缆护套20。这些部件将是本领域技术人员公知的，并且不需要在此详细描述。值得注意的是，内导体12的端部包括位于其终止端处的孔12a(最佳地示于图5中)。图3和5示出外导体16可以是波纹状轮廓；替代地，外导体16可以具有光滑的、编织的或箔的轮廓。所有这些外导体构造是本领域技术人员公知的，并且不需要在此详细描述。
参考图1-4和6，插头30包括内导体主体32和外导体主体34。如可以从图1、2和4看出，内导体主体32是大体圆柱形的并且包括构造成与配合插座的内导体主体配合的柱体41。脊部49在型锻的或倒角的末端47附近从柱体41径向向外延伸。具有台阶部45的指部42从柱体41的一端延伸；具有竖向孔44的接触块43或其它接收部从指部42的端部延伸。
现在参考图1-4，外导体主体34包括具有三个凹槽53的电缆接触套筒52。壳体部分54位于电缆接触套筒52的顶部，形成肩部51。壳体部分包括侧壁55、后壁56和具有进入孔58的顶部57。连接器接触部分59与后壁56相对地远离壳体部分54延伸。介电间隔物62填充连接器接触部分59的内部并且保持内导体主体32和外导体主体34的物理和电气隔离。环形配合环64远离间隔物62延伸并且构造成与配合插座相配合。圆形凸缘66从连接器接触部分59径向向外延伸并且提供用于与联接螺母80和/或保持夹78相互作用的支承表面82。
现在参考图7，大致圆柱形的榫钉70包括倒角的端部74、76。榫钉70的尺寸设置成略大于电缆10的内导体12的孔12a。此外，塞92的尺寸设置成装配在顶部57的进入孔58内并对其进行密封(图2)。
图1-3示出了经组装的插头30和电缆10。外导体主体34的电缆接触套筒52装配在电缆10的外导体16上，并且外导体16的终止端抵接电缆接触套筒52的肩部51以建立电连接。在一些实施例中，该接头通过焊接完成。内导体12延伸到壳体部分54的腔体中。内导体主体32的接触块43的孔44接收内导体12的端部，使得孔12a与进入孔58对准。内导体主体32的柱体41延伸穿过介电间隔物62并且进入到由配合环64包围的空间中。因此，插头30的直角性质由柱体41、内导体12的垂直取向以及壳体部分54形成。
内导体主体32经由榫钉70附接到电缆10的内导体12。更具体地，榫钉70的直径略大于内导体12的孔12a的直径。榫钉70穿过壳体部分55的顶部57的进入孔58(其大致与孔12a共线)，然后被驱动到内导体12的孔12a中(通常以高速和/或高压进行)。因为榫钉70大于孔12a，所以它迫使孔12a径向向外以形成与接触块43的内表面的高压过盈配合，该接触块将内导体12附接到内导体主体32并与之建立电接触。
本领域技术人员将理解，榫钉70可以被致使内导体12充分径向向外扩张以形成与内导体主体32的接触块43的接头的其它各种扩张构件代替。此外，榫钉或其它扩张构件可以具有光滑的表面，或者其可以具有纹理化或粗糙化的表面。例如，榫钉的外表面可以是完全或部分滚花的(例如，可以两端滚花而中心部分光滑，或者可以两端光滑而中心部分滚花，可以一端光滑而另一端滚花，等等)。此外，榫钉70可以是部分或完全中空的，这可以有效地“软化”榫钉70，从而在电缆10的内导体12的孔12a上提供接头强度和应力的预先选定的平衡，这对于解决由于过盈配合中的应力而引起的材料蠕变可以是特别有用的。例如，榫钉70在一端处(图8A)或在两端处(图8B)可以是中空的。替代地，榫钉70可以在实心部分中较窄并且在中空部分中较厚(图8C)，以沿着榫钉70的整个长度保持榫钉和接触块43之间的接触。其它替代方案也可以是合适的。
还应当注意，尽管接触块43中的孔44被示出为连续的，但是它可以是不连续的；例如，接触块43可以包括一个或多个槽以促进径向扩张。除接触块43和/或孔44以外的接收部也可适于与插头30一起使用。
因此，可以看出，根据本发明的实施例的连接器可以提供电缆-连接器接口，其中，通过配合接口的构件之一的挠曲/变形提供夹紧力。通过使用高压接口而不是在此接口处焊接，可以显著降低PIM。
本领域技术人员将理解，尽管本文示出了插头30，但是插座或其它连接器可适于与上述原理一起使用。此外，尽管预期在插头30和配合插座之间进行电流连接，但是这些原理可以用于设计成电容耦合的连接器(参见，例如，于2014年6月13日提交的美国专利申请No.14/303,745，其公开内容由此完整地并入本文)。
还应当注意，利用榫钉70在内导体12和内接触部32之间形成压配合接头的布置可以应用于其它部件或结构，包括其它电缆-连接器组件以及其它结构构件。扩张构件可以被插入到第一接收部中，其中，所述插入使得第一接收部径向扩张而与第一接收部所在的第二接收部接触。所述径向扩张可以在第一接收部和第二接收部之间形成压配合接头。
前述内容是对本发明的说明，而不应被解释为对本发明的限制。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，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，可以在示例性实施例中进行许多修改。因此，所有这些修改旨在被包括在如权利要求所限定的本发明的范围内。本发明由以下的权利要求限定，并且权利要求的等同形式被包括在内。

Claims (15)

1.一种同轴电缆-连接器组件，包括：
(a)同轴电缆，该同轴电缆包括：
内导体，该内导体具有终止端，该终止端包括孔；
介电层，该介电层覆盖在内导体上；和
外导体，该外导体覆盖在介电层上，并且具有终止端；以及
(b)直角同轴连接器，该直角同轴连接器包括：
内导体主体，该内导体主体包括构造成与配合同轴电缆插座的内导体主体相配合的柱体，该内导体主体还包括接收部，该接收部接收内导体的终止端，使得柱体基本上垂直于内导体；
外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆插座的外导体主体相配合，该外导体主体与外导体的终止端电连接；和
扩张构件，该扩张构件插入到内导体的终止端的孔中，该扩张构件的尺寸和构造使得内导体的终止端径向扩张。
2.根据权利要求1所述的同轴电缆-连接器组件，其中，外导体主体包括进入孔，该进入孔与内导体的孔基本上共线。
3.根据权利要求1所述的同轴电缆-连接器组件，其中，外导体主体包括电缆接触部分，该电缆接触部分与外导体的终止端电接触。
4.根据权利要求3所述的同轴电缆-连接器组件，其中，电缆接触部分通过焊接附接到外导体的终止端。
5.根据权利要求1所述的同轴电缆-连接器组件，其中，扩张构件包括至少一个中空部分。
6.一种直角同轴连接器组件，包括：
内导体主体，该内导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的内导体主体相配合，该内导体主体包括限定第一纵向轴线的柱体和构造成接收同轴电缆的内导体的接收部；
外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合，该外导体主体包括：
大致圆柱形的电缆接触部分，该电缆接触部分具有基本上垂直于第一纵向轴线的第二纵向轴线，并且构造成与外导体的终止端电连接；
壳体部分，该壳体部分附接到电缆接触部分；和
大致圆柱形的连接器接触部分，该连接器接触部分附接到壳体部分，并且具有与第一纵向轴线基本重合的纵向轴线，该连接器接触部分构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合；以及
介电间隔物，该介电间隔物定位成保持外导体主体的连接器接触部分和内导体主体的柱体之间的电隔离；
其中，壳体部分包括在第二纵向轴线上对准的进入孔。
7.根据权利要求6所述的直角同轴连接器组件，其中，内导体主体的接收部位于壳体部分中。
8.根据权利要求6所述的直角同轴连接器组件，其中，接收部包括构造成接收同轴电缆的内导体的终止端的孔。
9.根据权利要求8所述的直角同轴连接器组件与具有内导体和外导体的同轴电缆的组合，其中，同轴电缆的终止端装配在接收部的孔内，并且其中，外导体装配在外导体主体的电缆接触部分内。
10.根据权利要求9所述的组合，其中，电缆接触部分被焊接到同轴电缆的外导体上。
11.根据权利要求9所述的组合，其中，同轴电缆的内导体在终止端中具有孔，并且所述组合还包括扩张构件，该扩张构件插入到该孔中，以使得内导体径向扩张而与接收部中的孔接触。
12.一种形成直角同轴电缆-连接器组件的方法，包括以下步骤：
(a)提供同轴电缆，该同轴电缆包括：
内导体，该内导体具有终止端，在该终止端中形成有孔；
介电层，该介电层覆盖在内导体上；
外导体，该外导体覆盖在介电层上，并且具有终止端；和
护套，该护套覆盖在外导体上；
(b)提供同轴连接器，该同轴连接器包括：
内导体主体，该内导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的内导体主体相配合，该内导体主体包括限定第一纵向轴线的柱体和构造成接收同轴电缆的内导体的接收部，其中，该接收部包括孔；
外导体主体，该外导体主体构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合，该外导体主体包括：
壳体部分，该壳体部分附接到电缆接触部分，其中，该壳体部分包括在基本上垂直于第一纵向轴线的第二纵向轴线上对准的进入孔；和
介电间隔物，该介电间隔物定位成保持外导体主体和内导体主体的柱体之间的电隔离；
(c)将同轴电缆插入通过外导体主体的电缆接触部分，使得同轴电缆的内导体的终止端插入到内导体主体的接收部中的孔中；以及
(d)将扩张构件插入通过壳体部分中的进入孔而进入到内导体的孔中，使得内导体的终止端扩张成与接收部电接触。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，外导体主体包括：大致圆柱形的电缆接触部分，该电缆接触部分附接到壳体部分，并且构造成与外导体的终止端电连接，该电缆接触部分具有与第二纵向轴线基本重合的纵向轴线；和大致圆柱形的连接器接触部分，该连接器接触部分附接到壳体部分，并且具有与第一纵向轴线基本重合的纵向轴线，该连接器接触部分构造成与配合同轴电缆连接器的外导体主体相配合。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括将电缆接触部分焊接到外导体的终止端的步骤。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，扩张构件包括至少一个中空部分。
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