CN110416843B - 一种用于线性度和功率容量测试的低pim同轴快拆转接头 - Google Patents

一种用于线性度和功率容量测试的低pim同轴快拆转接头 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头，包括同轴段以及固定导体的夹具；所述夹具设有夹紧槽，用于将一端插入其中的平面微波电路用紧固螺栓夹紧，所述同轴段的端面设置有上下布置的金属材质的接触弹片，该接触弹片与同轴段端面上的对应的凸起连接；在同轴段装入夹具同轴孔后，装在夹具上的接触片紧固螺栓能将所述接触弹片与平面微波电路夹紧，以使所述接触弹片与平面微波电路的信号线以及地平面相接触，从而使同轴信号线及地线与平面微波电路的信号线及地线之间实现点接触连接。本发明能确保连接端面连接可靠性，确保连接端面低PIM特性。

Description

一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头
技术领域
本发明涉及微波电路器件技术领域，特别是涉及一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头。
背景技术
平面微波电路具有半开放结构特征，该种开放特征使得平面电路尤其是微带线非常易于微波器件的表面集成和连接转换，由此平面电路在微波信号传输与处理中被大量广泛应用。作为微波电路器件的重要特性，功率容量与线性度(无源互调，PassiveIntermodulation)是关系平面微波电路在极端条件下工作稳定性的重要参数。如何评估平面微波电路的线性度和功率容量指标成为评估和优化微波电路器件可靠性的重要环节。
在面向平面微波电路的线性度和功率容量测量中，传统测试系统的输出端口大多为同轴端口，而一般平面微波电路使用的同轴至微带线、带状线等转换段未做线性度和功率容量优化，这使得在线性度和功率容量测量中多数平面微波电路的输入输出接口成为待测电路与器件的线性度和功率容量测试的主要误差来源。针对测试批量巨大且追求效率的应用场合，如何确保能快速拆卸转接口的同时保持转接头优良的连接可靠性确保功率容量和线性度指标成为线性度和功率容量测量中转接头设计必须要解决的关键问题。
传统微波电路的转接口线性度和功率容量的主要限制因素是接触的不可靠性和反复拆卸连接器界面损坏导致的大功率可靠性衰退。在一般应用中为保证优良的线性度和功率容量，焊接接触方法非常普遍，但该种方法也导致转接头与平面电路之间一旦连接上极难才修，并不适合快速反复拆卸的应用场合。此方面目前也尚无专门用于线性度和功率容量测试的低PIM快拆连接器出现。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种应用于平面微带电路的线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头，包括同轴段以及固定同轴段的夹具；所述夹具设有夹紧槽，用于将一端插入其中的平面微波电路用紧固螺栓夹紧，所述同轴段的端面设置有上下布置的金属材质的接触弹片，该接触弹片与同轴段端面上的对应的凸起连接；同轴段装入夹具同轴孔后，装在夹具上的接触片紧固螺栓能将所述接触弹片与平面微波电路夹紧，以使所述接触弹片与平面微波电路的信号线以及地平面相接触，从而使同轴信号线及地线与平面微波电路的信号线及地线之间实现点接触连接。
其中，所述接触弹片与凸起焊接连接。
其中，所述夹紧槽为两个，对称布置，每个所述夹紧槽上的一个槽壁上形成有一个紧固螺栓孔以安装所述紧固螺栓。
其中，两个对称布置的夹紧槽之间的夹具平面体上形成所述夹具同轴孔，且两个所述夹紧槽之间上下布置的凸出部上形成接触片紧固螺栓孔以安装所述接触片紧固螺栓。
其中，所述夹紧槽用于与平面微波电路的下表面接触的槽内壁上设置有绝缘层。
其中，所述同轴段的外导体的端面上形成轴向布置的螺纹孔，所述夹具上在所述的夹具同轴孔的外侧具有对应的连接同轴的外导体的沉孔。
本发明是一种可通过螺栓紧固且能快速更换压接触点的同轴快拆连接器，该套连接器可以有效解决大功率微波条件下连接的线性度和功率容量指标，避免在反复更换待测件导致的平面微波电路转接器连接端面的连接不可靠性，可为灵活高效批量平面电路线性度和功率容量测试提供高效同轴接口转换平台。
本发明通过使用独立的金属弹片配合以螺栓加力结构实现同轴内外导体与平面微波电路的信号线、地平面接触，该种结构在有效确保连接端面的连接可靠性，确保连接端面的低PIM特性。
本发明的同轴连接器的同轴内外导体通过焊接的金属弹片配合外部的螺栓加力结构实现同轴信号线及地线与待测平面电路的信号线及地线之间实现点接触，并且通过调节螺栓下压深度来控制弹片端面的压力。
本发明快拆转接器的固定同轴外导体的夹具，能通过紧固螺栓压接待测平面微波电路于连接触点之间，紧固螺栓顶部使用绝缘板与待测平面微波电路保持隔离。
附图说明
图1-3分别是同轴段的结构示意图；
图4是同轴后端夹具的结构示意图；
图5是装配完成的连接器示意图；
图6-7分别是微带线的连接示意图；
图8是单根微带线的测试示意图；
图中：1.同轴外导体，2.外导体接地凸起，3.接触弹片，4.同轴内导体金属凸点，5.同轴介质环，6.焊锡层，7.螺纹孔，8.沉孔，9.平面微波电路紧固螺栓孔，10.接触弹片紧固螺栓孔，11.接触弹片紧固螺栓，12.平面微波电路紧固螺栓，13.紧固螺栓顶端绝缘片，14.绝缘板，15.平面微波电路信号线，16.平面微波电路介质层，17.平面微波电路地平面，18.低PIM同轴快拆转接头。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是面向大功率平面微波电路的线性度和功率容量测试需求，提出一种基于螺栓加力的三点接触快速拆卸同轴连接器。该种连接器结构基于同轴段输出端口的接触弹片实现同轴段与待测平面微波电路间的压接实现点接触，且压接压力可以通过螺栓调节。该种连接器结构使用同轴外导体末端接触弹片与平面微波电路的地平面接触，同样通过同轴内导体末端接触弹片与平面微波电路的信号线接触，进而形成外部同轴线到平面微波电路的转接结构。
参见图1-7所示，一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头18，包括同轴段以及固定同轴段的夹具；所述夹具设有夹紧槽，用于将一端插入其中的平面微波电路用平面微波电路紧固螺栓12夹紧，所述同轴段的端面设置有上下布置的金属材质的接触弹片3，该接触弹片3与同轴段端面上的内外导体上对应的凸起连接；在同轴段装入夹具同轴孔后，装在夹具上的接触片紧固螺栓11能将所述接触弹片3与平面微波电路夹紧，以使所述接触弹片与平面微波电路信号线15以及平面微波电路地平面17相接触，从而使同轴信号线及地线与平面微波电路的信号线及地线之间实现点接触连接。
本发明中，所述接触弹片的加力通过固定于同轴外导体上的夹具上端的螺栓顶针施加在接触弹片上。由于接触弹片上存在的接触触点由外部的螺栓紧固结构施加压力，通过适当的控制螺栓扭矩即可实现接触触点处的合适压强接触，确保接触可靠性。
可以看出，本发明的该种基于螺栓加力的三点接触同轴快拆转接头，可通过同轴快拆转接头内导体和外导体上的螺栓加力结构，结合接触弹片分别实现同轴信号线及地与平面微波电路的信号及地之间的可靠稳定的连接。
本发明的低PIM同轴快拆转接头实现的效果是同轴连接器与平面微波电路之间除开信号线和地线的三点接触之外，再无其他任何电气接触，从而可确保连接状态的低PIM特性。
另外，由于整个同轴连接器与待测件---平面微波电路之间是通过物理压接达到紧固，通过螺栓的松动和再紧固操作即可实现转接头与待测件之间的快速更换，方便操作使用。
其中，参见图1-3所示，本发明中，所述同轴段的同轴内外导体的端面上均具有金属凸起，如外导地接地凸起2以及同轴内导体金属凸点4，以与接触弹片3连接，其中接触弹片与同轴内外导体端面上的金属凸起通过焊锡层6连接，示例中的同轴外导体具有两个接触弹片而内导体保留一个接触弹片。同轴接入端与普通的同轴连接端无区别，具体实施案例根据待测件的信号线与地平面的实际尺度设计不同数量的弹片。
图4所示实施例中，本发明的快速拆转接头的同轴外导体末端上有螺纹孔7，夹具上对应的有沉孔8，可实现同轴段与夹具的连接。此外，通过该夹具上与同轴轴线垂直的竖直布置的平面微波电路紧固螺栓孔9与平面微波电路紧固螺栓12配合，可通过加力螺栓实现对平面微波电路的紧固。
图5所示实施例中，本发明的快速拆转接头，通过夹具后端与同轴轴线垂直的竖直的平面微波电路紧固螺栓孔配合加力螺栓可实现对平面电路的紧固。与此同时，通过施加于接触弹片3上的加力螺栓，即接触弹片紧固螺栓11，可实现接触弹片与平面微波电路之间的压接力调节，接触弹片紧固螺栓11安装在接触弹片紧固螺栓孔10中。其中所有加力螺栓末端都通过螺栓底面的绝缘层直接物理接触平面待测件--平面微波电路，在所有接触中除开接触弹片外不存在其他的电气接触。
图6-7所示实施例中，本发明的快速拆转接头，其与平面微波电路接触过程中，平面微波电路地平面与夹具之间的紧固接触也通过绝缘板14隔离，从而保证金属地平面上只存在唯一的接触弹片电气接触。在平面电路正面，紧固螺栓末端也通过绝缘层，如紧固螺栓顶端绝缘片13，与平面微波电路压合，进而避免紧固结构的金属件对平面电路信号传输产生影响。
图8所示实施例中，本发明的快速拆转接头，实际应用中对于典型的二端口电路器件，需要使用一对快拆转接头构成测试线通路，同轴端口朝向外测。具体实施中，还可以根据不同的接口数量增加同轴快拆连接器。
本发明使用同轴外导体末端接触弹片与平面电路的地平面接触，同样通过内导体末端接触弹片与平面电路的信号线接触，进而形成外部同轴线到平面电路的转接结构。使用中，同轴外的夹具两端还存在螺栓固定结构，该结构可使得待测平面电路与低PIM同轴快拆转接头之间保持相对稳固状态，从而使接触弹片接触之间保持相对稳定。
需要说明的是，本发明中，可以是根据不同待测件连接端面的横向尺度，对内外导体连接弹片数量根据连接的阻抗特性重新设计，进而内外导体上接触弹片数量与长度可以重新配置，而不限于上述的实施例。
需要说明的是，本发明中，整个快拆转接头与平面微波电路之间仅存在同轴内导体和外导体上的三处弹片接触。在其他平面微波电路与转接头的接触位置都使用绝缘材料绝缘，避免引入金属接触PIM问题。
需要说明的是，本发明中，考虑长期操作大压强接触可能导致的接触界面磨损问题，以及长期重复接触导致的弹片磨损失效问题，对于同轴内外导体上的金属接触弹片还可以通过焊接方法实现弹片更换，进而可以通过更换易损坏的触点弹片确保整个连接器的长期使用寿命，从而通过焊接来更换弹片确保接触可靠性。
由于金属材质的接触弹片与同轴内外导体通过内外导体上的凸起焊接连接，一旦金属接触弹片触点在反复压接接触过程中损伤，即可通过焊接拆卸实现快速更换接触片。
本发明为平面大功率微波电路与器件的线性度与功率容量测试提供一种快速拆卸的同轴转接结构，为大功率微波电路测试提供有效的过程工具，尤其适合应用于需要反复拆卸的微波测试场合。
本发明的同轴内外导体通过压接接触的与平面微波电路的信号线和地平面连接，触点上压接压强可通过螺栓上的扭矩控制实现，尤其是使用了点接触来替换传统的射频压接结构的面接触可确保压接的高压强和连接可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头，其特征在于，包括同轴段以及固定导体的夹具；所述夹具设有两个对称布置的夹紧槽，用于将一端插入其中的平面微波电路用紧固螺栓夹紧，所述同轴段的端面设置有上下布置的金属材质的接触弹片，该接触弹片与同轴段端面上的对应的凸起焊接连接；两个对称布置的夹紧槽之间的夹具平面体上形成夹具同轴孔，且两个所述夹紧槽之间上下布置的凸出部上形成接触片紧固螺栓孔以安装接触片紧固螺栓，在同轴段装入夹具同轴孔后，装在夹具上的接触片紧固螺栓能将所述接触弹片与平面微波电路夹紧，以使所述接触弹片与平面微波电路的信号线以及地平面相接触，从而使同轴信号线及地线与平面微波电路的信号线及地线之间实现点接触连接，实现与平面微波电路之间除开信号线和地线的三点接触之外，再无其它任何电气接触，从而确保连接状态的低PIM特性；所述同轴段的外导体的端面上形成轴向布置的螺纹孔，所述夹具上在所述的夹具同轴孔的外侧具有对应的连接同轴的外导体的沉孔。
2.根据权利要求1所述用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头，其特征在于，每个所述夹紧槽上的一个槽壁上形成有一个紧固螺栓孔以安装所述紧固螺栓。
3.根据权利要求1所述用于线性度和功率容量测试的低PIM同轴快拆转接头，其特征在于，所述夹紧槽用于与平面微波电路的下表面接触的槽内壁上设置有绝缘层。
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