CN111769411B - 一种与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，属于雷达天馈线技术领域，解决了与复合材料带状线的简便装配与可靠连接问题。该射频同轴连接器包括了介质体、内导体、金属凸台底座、介质压块、紧固螺钉与金属盖板，其中金属凸台底座上开有半圆凹槽，槽内嵌入了半圆形介质体。同轴连接器中的内导体上开有U型槽，并嵌入半圆形介质体内，槽的高度略大于复合材料带状线夹层印制板的厚度。同轴连接体通过紧固件将金属盖板、介质压块、复合材料带状线、金属凸台底座紧固实现压接连接。本发明与带状线波导连接时避免了焊接操作，具有装配简便的优点。本发明可以广泛应用于雷达与通信系统中，特别适用于基于复合材料的轻量化天馈线系统中。

Description

一种与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器

技术领域

本发明属于雷达天馈线技术。

背景技术

现有的复合材料带状线结构(一种低损耗轻量化结构的PMI泡沫介质板带状线，专利申请号：201711293021.7)由屏蔽层、PMI泡沫板、印制板、PMI泡沫板、屏蔽层组成，由于PMI泡沫的质地较软，给射频同轴连接器与该结构的可靠连接带来了较大困难。

现有的射频同轴连接器结构通常是针对印制板带状线(一种半同轴微带组合射频传输线结构，专利申请号：201910657732.0)或者是空气介质带状线形式。对于复合材料带状线，同轴连接器的内导体需与印制板夹芯的上下金属层同时导通才能有效传输射频信号，这使现有射频同轴连接器不适用。由于复合材料带状线的支撑介质材料较软，使射频同轴连接器很难安装固定，若采用在带状线外加金属框固定(射频同轴连接器及其穿墙屏蔽连接方法，专利申请号：CN201310223727.1)，则重量大幅增加，结构设计更复杂。

发明内容

本发明应用于复合材料带状线的射频连接。针对现有射频同轴连接器存在安装固定与电讯连接的难点，提供了一种与复合材料带状线压接的射频同轴连接器，实现了与复合材料带状线可靠的电连接。

本发明提出了一种与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，实现方案如下：

所述的同轴连接器包括介质体、内导体、金属凸台底座、介质压块、紧固件与金属盖板；

所述的金属凸台底座上开有半圆凹槽，槽内嵌入介质体；

所述的介质体仅保留嵌入半圆凹槽内的部分，其余部分切除，呈半圆形；

所述内导体嵌入所述金属凸台底座上的半圆形介质体内；

所述内导体上形成U型槽的下半部分嵌入半圆形介质体内，U型槽的高度略大于内芯印制板的厚度，内导体可以卡住带状线的印制板，内导体可以与印制板的上下金属层电导通；

所述的射频同轴连接器与复合材料带状线装配连接时，其金属凸台底座与带状线的下屏蔽层电接触，内导体卡住印制板，介质压块置于印制板上表面，在紧固件的作用下，金属盖板压在带状线的上屏蔽层与其电接触，同时与金属凸台底座一起挤压介质压块与复合带状线，达到连接器与带状线可靠连接的目的，建立射频通路；

由于介质压块质地较复合带状线的介质硬，具有一定的抗压性，采用压接连接时，可以避免复合带状线发生较大的形变。

本发明与现有技术方法相比，其有益效果是：

本发明中的射频同轴连接器，采用压接的方式，实现了与质地较软的复合材料带状线的可靠电连接，避免了焊接操作，装配拆卸简单，电讯性能优良。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是压接式射频同轴连接器三维图，其中1是介质压块，2是内导体，3是介质体，4是金属盖板，5是金属凸台底座，6是紧固螺钉；

图2是压接式射频同轴连接器与复合材料带状线装配结构示意图；

图3是压接式射频同轴连接器与复合材料带状线连接时的驻波-频率曲线。

其中：1是介质压块，2是内导体，3是介质体，4是金属盖板，5是金属凸台底座，6是紧固螺钉，7是PMI泡沫层，8是金属屏蔽层，9是同轴连接器的对外接口，10是印制板芯材。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明做进一步的描述。

本发明一实施例为如图1所示的压接式射频同轴连接器三维图，同轴连接器由介质体3、内导体2、金属凸台底座5、介质压块1、紧固螺钉6与金属盖板4组成。金属凸台底座5上开有半圆形的凹槽，并嵌入介质体3。所述介质体3保留了嵌入金属凸台底座内的部分，其余切除，切除后呈半圆形。内导体2嵌入介质体中，内导体2上形成U型槽的下半部分嵌入半圆形介质体内，U型槽的高度略大于复合材料带状线印制板芯材的厚度。本例中印制板芯材的厚度为1.016mm，因此将U形槽的高度设计为1.1mm。同轴连接体通过紧固螺钉6将金属盖板4、介质压块1、复合材料带状线、金属凸台底座5紧固压紧，实现压接连接。

为进一步说明同轴连接器与复合材料带状线之间的装配关系，图2给出了本发明与复合材料带状线之间的装配结构爆炸图。当同轴连接器与复合材料带状线装配时，金属凸台底座5抵住复合材料带状线的底部金属层，同时内导体2上的U形槽卡住印制板芯材10，为保证电讯性能，内导体与印制板芯材上下表面的金属层均需电连接。介质压块1安装于内导体2顶部，在紧固螺钉6的紧固下，金属盖板4压住介质压块1同时与复合材料带状线的顶部金属层电连接。由于介质压块1以及金属凸台底座5所选材料具有一定的抗压性，因此当紧固螺钉紧固装配时可以避免将复合材料带状线的PMI泡沫压塌，同时需要对各零件尺寸进行合理的优化设计，既能够保证装配紧固又能保证可靠电连接。所述同轴连接器的对外接口9可以是工程常用的SMA、N、TNC、YMA等形式。金属凸台底座上金属凸台以及介质压块1的高度与复合材料带状线中的PMI泡沫层7的厚度相关，该尺寸既要保证内导体与印制板芯材上下表面的金属层可靠电连接，又要保证金属盖板4、金属凸台底座5与复合材料带状线的屏蔽层8的可靠电连接。金属凸台以及介质压块长度与宽度、介质体与内导体尺寸、紧固螺钉位置等参数，可以根据复合材料带状线的尺寸分别进行优化调节，以获得较好的匹配特性。本实施例中介质体3与介质压块1的材料是聚四氟乙烯介质，内导体2由铜制作，金属凸台底座5是不锈钢。在本发明的实施过程中，可以根据复合材料带状线材料情况将聚四氟乙烯材料替换成其他非导电介质材料，铜与不锈钢也可替换成其他金属导电材料，以获得良好的电性能。

为验证该连接器与复合材料带状线压接装配后的性能，本发明建立了同轴连接器与复合材料带状线的装配模型，并进行了仿真计算。图3是该同轴连接器与复合材料带状线连接后的驻波-频率曲线图，从图中可以看出，频带内驻波均在1.08以下，性能优良。

Claims (4)

1.一种与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，其特征在于：

包括介质体、内导体、金属凸台底座、介质压块、紧固件与金属盖板；

所述金属凸台底座上开有半圆凹槽，槽内嵌入介质体；

所述介质体仅保留嵌入半圆凹槽内的部分，其余部分切除，呈半圆形；

所述内导体嵌入所述的嵌入金属凸台底座上的半圆形介质体内；

所述内导体上形成U型槽的下半部分嵌入半圆形介质体内，U型槽的高度略大于复合材料带状线内芯印制板的厚度，内导体卡住带状线的印制板，与印制板的上下金属层电导通；

所述的射频同轴连接器通过紧固件将金属盖板、介质压块、复合材料带状线、金属凸台底座紧固压紧，实现压接连接。

2.根据权利要求1所述的与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，其特征在于：所述金属凸台底座与介质压块的尺寸，介质体与内导体的尺寸，紧固件的位置根据复合材料带状线的尺寸进行调节，以获得较好的匹配特性。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，其特征在于：所述介质体与介质压块的材料是绝缘介质材料，金属凸台底座与内导体是导电材料。

4.根据权利要求1所述的与复合材料带状线压接连接的射频同轴连接器，其特征在于：所述内导体上形成U型槽的下半部分嵌入半圆形介质体内，U型槽的高度根据实际印制板厚度进行调节，既能顺利卡住印制板，又能在装配状态下与印制板上下表面的金属层电接触。

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