CN109167223B - 一种高精度相位可调射频连接器 - Google Patents
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Abstract
一种高精度相位可调射频连接器,涉及机电组件技术领域;包括射频导行结构、机械长度调节结构和电缆固定结构;其中,射频导行结构为中空柱状结构;电缆固定结构为中空柱状结构;射频导行结构与电缆固定结构沿轴向对接;机械长度调节结构套装在射频导行结构与电缆固定结构的对接处;且机械长度调节结构包覆在射频导行结构的外壁;机械长度调节结构的外壁沿周向设置有环形凹槽;电缆固定结构的外壁伸入机械长度调节结构的环形凹槽内;本发明实现了射频电缆组件的相位高精度可调,可广泛适用于卫星通讯和雷达应用上的相控阵天线。
Description
技术领域
本发明涉及一种机电组件技术领域,特别是一种高精度相位可调射频连接器。
背景技术
相位可调连接器在航天、航空等领域可广泛应用,一般为独立连接器结构,调整相位为固定值,调相范围有限,调相精度较低。在相位连续调节时,调节不稳定;且调相范围窄,调相精度低,不适用于高精度调相要求的高频信号传输,空间适应性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种高精度相位可调射频连接器,实现了射频电缆组件的相位高精度可调,可广泛适用于卫星通讯和雷达应用上的相控阵天线。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的:
一种高精度相位可调射频连接器,包括射频导行结构、机械长度调节结构和电缆固定结构;其中,射频导行结构为中空柱状结构;电缆固定结构为中空柱状结构;射频导行结构与电缆固定结构沿轴向对接;机械长度调节结构套装在射频导行结构与电缆固定结构的对接处;且机械长度调节结构包覆在射频导行结构的外壁;机械长度调节结构的外壁沿周向设置有环形凹槽;电缆固定结构的外壁伸入机械长度调节结构的环形凹槽内。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述的射频导行结构包括连接螺母、射频壳体、绝缘子、射频插针和导行腔体;其中,射频壳体为中空阶梯状结构;连接螺母为中空柱状结构;连接螺母沿轴向套装在射频壳体窄端的外壁;射频插针沿轴向固定安装在射频壳体的轴心处;绝缘子为盘状结构;绝缘子固定安装在射频壳体内部的阶梯处,且绝缘子固定安装在射频插针的轴向一端;导行腔体为中空柱状结构;导行腔体沿轴向从射频壳体的宽口端伸入射频壳体;且导行腔体的轴向一端与绝缘子接触;射频壳体的内壁包覆在导行腔体的外壁。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述射频导行结构还包括橡胶垫和内卡簧;其中,内卡簧套装在射频壳体与连接螺母之间,实现对连接螺母和射频壳体的限位卡死;橡胶垫套装在射频壳体轴向窄端的外壁。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述射频导行结构还包括活动中心导体;所述射频插针的轴向尾端设置有第一锥顶柱形凹槽;所述绝缘子沿轴向设置有圆柱形通孔;活动中心导体为细长杆状结构;活动中心导体的顶端穿过绝缘子的通孔,伸入射频插针的凹槽中,且活动中心导体的顶端与射频插针第一锥顶柱形凹槽的槽底接触;活动中心导体的轴向尾端设置有第二锥顶柱形凹槽。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述绝缘子与活动中心导体之间为过盈配合;射频插针与活动中心导体之间为过盈配合。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述机械长度调节结构包括导行螺母、连接环和调节螺母;其中,导行螺母为中空柱形结构;调节螺母沿轴向固定安装在导行螺母的轴向一端;连接环固定安装在导行螺母与调节螺母连接处的内壁;调节螺母的外壁沿周向设置有环形凹槽。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述;连接环与调节螺母为过盈配合。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述导行螺母套装在导行腔体的外壁;且导行螺母与导行腔体通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母,实现导行腔体相对于导行螺母沿轴向移动。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述电缆固定结构包括固定壳体、导向锁紧螺钉、固定中心导体、焊套和紧固螺母;固定壳体为中空柱状结构;导向锁紧螺钉设置在固定壳体的侧壁处;焊套为中空柱状结构;焊套包覆在外部射频电缆的外壁;焊套沿轴向伸入固定壳体内部;紧固螺母固定安装在焊套外壁与固定壳体内壁的连接处;固定中心导体为杆状结构;固定中心导体沿轴向固定安装在固定壳体内部的轴心处,且固定中心导体固定安装在焊套的轴向一端;固定中心导体沿轴向伸入活动中心导体的第二锥顶柱形凹槽中。
在上述的一种高精度相位可调射频连接器,所述固定壳体沿轴向伸入调节螺母外壁的环形凹槽内;固定壳体与调节螺母通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母,实现固定壳体相对于调节螺母沿轴向移动。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明采用了直接配接电缆结构,产品具有很高的机械及环境稳定性;
(2)本发明通过差动螺纹调节,可降低小螺距螺纹的制造精度,大幅度提高调相精度;
(3)本发明具有连续调节相位的能力,并且电长度调节幅度大,可适用于宽频段的相位调节;
(4)本发明调相过程稳定,射频结构内外导体调相过程均为为直线运动,平稳并实施可调,可防止射频电缆发生扭动,影响产品性能;
(5)本发明采用通用模块化设计,固定电缆部分根据电缆选型进行设计,保证配接的稳定性,射频部分腔体结构根据仿真软件仿真得到,性能指标良好,连接器件界面符合国家相关标准,方便使用、维护和修理。
附图说明
图1为本发明射频连接器结构示意图;
图2为本发明射频导行结构的剖面结构示意图;
图3为本发明机械长度调节结构的剖面结构示意图;
图4为本发明电缆固定的结构的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
本发明具有体积小,重量轻,可靠性高等特点。采用螺旋调相结构,可实现连接器电长度的连续平稳调节,实现信号相位的连续可调;采用差动结构进行相位调整,降低小螺距螺纹的制造难度,提高调相的分辨力和相位调整的精度;调相连接器直接配接电缆结构,可实现射频型号传输性能稳定。本产品的主要特点包括:能够满足宽频段射频信号的连续高精度的相位调节要求,调相范围宽、精度高,并且产品微波参数稳定,机械力学环境性能好。
如图1所示为射频连接器结构示意图,由图可知,一种高精度相位可调射频连接器,包括射频导行结构17、机械长度调节结构18和电缆固定结构19;其中,射频导行结构17为中空柱状结构;电缆固定结构19为中空柱状结构;射频导行结构17与电缆固定结构19沿轴向对接;机械长度调节结构18套装在射频导行结构17与电缆固定结构19的对接处;且机械长度调节结构18包覆在射频导行结构17的外壁;机械长度调节结构18的外壁沿周向设置有环形凹槽;电缆固定结构19的外壁伸入机械长度调节结构18的环形凹槽内。
如图2所示为射频导行结构的剖面结构示意图,由图可知,射频导行结构17包括连接螺母1、橡胶垫2、内卡簧3、射频壳体4、绝缘子5、射频插针6、导行腔体7和活动中心导体8;其中,射频壳体4为中空阶梯状结构;连接螺母1为中空柱状结构;连接螺母1沿轴向套装在射频壳体4窄端的外壁;射频插针6沿轴向固定安装在射频壳体4的轴心处;绝缘子5为盘状结构;绝缘子5固定安装在射频壳体4内部的阶梯处,且绝缘子5固定安装在射频插针6的轴向一端;导行腔体7为中空柱状结构;导行腔体7沿轴向从射频壳体4的宽口端伸入射频壳体4;且导行腔体7的轴向一端与绝缘子5接触;射频壳体4的内壁包覆在导行腔体7的外壁。内卡簧3套装在射频壳体4与连接螺母1之间,实现对连接螺母1和射频壳体4的限位卡死;橡胶垫2套装在射频壳体4轴向窄端的外壁。
所述射频插针6的轴向尾端设置有第一锥顶柱形凹槽;所述绝缘子5沿轴向设置有圆柱形通孔;活动中心导体8为细长杆状结构;活动中心导体8的顶端穿过绝缘子5的通孔,伸入射频插针6的凹槽中,且活动中心导体8的顶端与射频插针6第一锥顶柱形凹槽的槽底接触;活动中心导体8的轴向尾端设置有第二锥顶柱形凹槽。绝缘子5与活动中心导体8之间为过盈配合;射频插针6与活动中心导体8之间为过盈配合。
如图3所示为机械长度调节结构的剖面结构示意图,由图可知,机械长度调节结构18包括导行螺母9、连接环10和调节螺母11;其中,导行螺母9为中空柱形结构;调节螺母11沿轴向固定安装在导行螺母9的轴向一端;连接环10固定安装在导行螺母9与调节螺母11连接处的内壁;调节螺母11的外壁沿周向设置有环形凹槽。;连接环10与调节螺母11为过盈配合。
导行螺母9套装在导行腔体7的外壁;且导行螺母9与导行腔体7通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母11,实现导行腔体7相对于导行螺母9沿轴向移动。
如图4所示为电缆固定的结构的剖面结构示意图,由图可知,电缆固定结构19包括固定壳体12、导向锁紧螺钉13、固定中心导体14、焊套15和紧固螺母16;固定壳体12为中空柱状结构;导向锁紧螺钉13设置在固定壳体12的侧壁处;焊套15为中空柱状结构;焊套15包覆在外部射频电缆的外壁;焊套15沿轴向伸入固定壳体12内部;紧固螺母16固定安装在焊套15外壁与固定壳体12内壁的连接处;固定中心导体14为杆状结构;固定中心导体14沿轴向固定安装在固定壳体12内部的轴心处,且固定中心导体14固定安装在焊套15的轴向一端;固定中心导体14沿轴向伸入活动中心导体8的第二锥顶柱形凹槽中。
所述固定壳体12沿轴向伸入调节螺母11外壁的环形凹槽内;固定壳体12与调节螺母11通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母11,实现固定壳体12相对于调节螺母11沿轴向移动。
拧动调节螺母11即可转动导行螺母9。导行螺母9与导行腔体7通过螺纹副进行连接;导行螺母9与固定壳体12通过螺纹副进行连接,均可实现转动,通过转动转化为直线运动,实现连接器机械长度(电长度)的调节,进而实现相位的调节。
安装步骤:
1、射频导行结构:先将橡胶垫2和内卡簧3套在射频壳体4上,使用卡簧钳将内卡簧3压紧后,将连接螺母1压入,是内卡簧3卡到连接螺母1的卡簧槽内。将绝缘子5、射频插针6、活动中心导体8通过过盈方式压接形成统一整体后安装入射频壳体4内,将导行腔体7头部连接螺纹拧入射频壳体4尾部,将绝缘子5压紧后,涂覆螺纹胶形成统一整体。
2、机械长度调节结构:将导行螺母9、连接环10、调节螺母11通过过盈压接方式压接成统一整体。
3、电缆固定结构:将紧固螺母16套入外部射频电缆上,将焊套15焊接到射频电缆的屏蔽网上,将固定中心导体14焊接到射频电缆的线芯上,将焊套15拧入固定壳体12尾部螺纹处,涂覆螺纹胶形成统一整体
导行螺母9的外螺纹拧入固定壳体12的内螺纹处,将导行腔体7的外螺纹拧入导行螺母9的内螺纹处。将导行腔体7上的导行槽与固定壳体12上的导向锁紧螺纹孔对应,拧入导向锁紧螺钉13,实现射频导行结构沿电缆固定结构定向线性移动。
相位调节实施方式如下:当需要进行相位调节时,先将导向锁紧螺钉13拧松,即可顺时针或逆时针拧动调节螺母11,调节螺母11转动将带动导行螺母9转动,由于导行螺母内外螺纹通向,因此导行螺母9相对导行腔体7和固定壳体12的运动方向相反,由于导行螺母9外螺纹螺距大于内螺纹螺距,因此,转动调节螺母9后,导行腔体7将与整个机械长度调整结构运动方向相同。由于导向锁紧螺钉13限制了导行腔体7的转动,因此导行腔体将带动整个射频导行结构沿着整个连接器的轴线实现直线运动。调节完成后,将导向锁紧螺钉13拧紧,即限制了射频导行结构的移动。转动调节螺母11一圈时,整个连接器的机械长度电长度变化的距离为导行螺母9内外螺纹螺距差,将调节螺母11表面等分刻度后,即相当于等分该螺距差,即以此转动转化为直线运动且差动的方式可实现高精度调节连接器的机械长度(电长度),从而高精度调整连接器相位。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (5)
1.一种高精度相位可调射频连接器,其特征在于:包括射频导行结构(17)、机械长度调节结构(18)和电缆固定结构(19);其中,射频导行结构(17)为中空柱状结构;电缆固定结构(19)为中空柱状结构;射频导行结构(17)与电缆固定结构(19)沿轴向对接;机械长度调节结构(18)套装在射频导行结构(17)与电缆固定结构(19)的对接处;且机械长度调节结构(18)包覆在射频导行结构(17)的外壁;机械长度调节结构(18)的外壁沿周向设置有环形凹槽;电缆固定结构(19)的外壁伸入机械长度调节结构(18)的环形凹槽内;
所述的射频导行结构(17)包括连接螺母(1)、射频壳体(4)、绝缘子(5)、射频插针(6)和导行腔体(7);其中,射频壳体(4)为中空阶梯状结构;连接螺母(1)为中空柱状结构;连接螺母(1)沿轴向套装在射频壳体(4)窄端的外壁;射频插针(6)沿轴向固定安装在射频壳体(4)的轴心处;绝缘子(5)为盘状结构;绝缘子(5)固定安装在射频壳体(4)内部的阶梯处,且绝缘子(5)固定安装在射频插针(6)的轴向一端;导行腔体(7)为中空柱状结构;导行腔体(7)沿轴向从射频壳体(4)的宽口端伸入射频壳体(4);且导行腔体(7)的轴向一端与绝缘子(5)接触;射频壳体(4)的内壁包覆在导行腔体(7)的外壁;
所述射频导行结构(17)还包括橡胶垫(2)和内卡簧(3);其中,内卡簧(3)套装在射频壳体(4)与连接螺母(1)之间,实现对连接螺母(1)和射频壳体(4)的限位卡死;橡胶垫(2)套装在射频壳体(4)轴向窄端的外壁;
所述射频导行结构(17)还包括活动中心导体(8);所述射频插针(6)的轴向尾端设置有第一锥顶柱形凹槽;所述绝缘子(5)沿轴向设置有圆柱形通孔;活动中心导体(8)为细长杆状结构;活动中心导体(8)的顶端穿过绝缘子(5)的通孔,伸入射频插针(6)的凹槽中,且活动中心导体(8)的顶端与射频插针(6)第一锥顶柱形凹槽的槽底接触;活动中心导体(8)的轴向尾端设置有第二锥顶柱形凹槽;
所述绝缘子(5)与活动中心导体(8)之间为过盈配合;射频插针(6)与活动中心导体(8)之间为过盈配合;
所述机械长度调节结构(18)包括导行螺母(9)、连接环(10)和调节螺母(11);其中,导行螺母(9)为中空柱形结构;调节螺母(11)沿轴向固定安装在导行螺母(9)的轴向一端;连接环(10)固定安装在导行螺母(9)与调节螺母(11)连接处的内壁;调节螺母(11)的外壁沿周向设置有环形凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种高精度相位可调射频连接器,其特征在于:所述连接环(10)与调节螺母(11)为过盈配合。
3.根据权利要求2所述的一种高精度相位可调射频连接器,其特征在于:所述导行螺母(9)套装在导行腔体(7)的外壁;且导行螺母(9)与导行腔体(7)通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母(11),实现导行腔体(7)相对于导行螺母(9)沿轴向移动。
4.根据权利要求3所述的一种高精度相位可调射频连接器,其特征在于:所述电缆固定结构(19)包括固定壳体(12)、导向锁紧螺钉(13)、固定中心导体(14)、焊套(15)和紧固螺母(16);固定壳体(12)为中空柱状结构;导向锁紧螺钉(13)设置在固定壳体(12)的侧壁处;焊套(15)为中空柱状结构;焊套(15)包覆在外部射频电缆的外壁;焊套(15)沿轴向伸入固定壳体(12)内部;紧固螺母(16)固定安装在焊套(15)外壁与固定壳体(12)内壁的连接处;固定中心导体(14)为杆状结构;固定中心导体(14)沿轴向固定安装在固定壳体(12)内部的轴心处,且固定中心导体(14)固定安装在焊套(15)的轴向一端;固定中心导体(14)沿轴向伸入活动中心导体(8)的第二锥顶柱形凹槽中。
5.根据权利要求4所述的一种高精度相位可调射频连接器,其特征在于:所述固定壳体(12)沿轴向伸入调节螺母(11)外壁的环形凹槽内;固定壳体(12)与调节螺母(11)通过螺纹连接;通过旋拧调节螺母(11),实现固定壳体(12)相对于调节螺母(11)沿轴向移动。
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