CN112563793A - 一种大功率射频同轴连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率射频同轴连接器，属于通信技术领域，该大功率射频同轴连接器包括插座和插头，其中，插座和插头采用新型绝缘子结构，绝缘子之间能够相互嵌套形成包容结构，一方面显著增加了内、外导体间爬电距离，另一方面减小了界面处空气的存在。此外，该大功率射频同轴连接器还在插座和插头的壳体上开设有放气孔，能够及时排出内部气体。与现有结构相比，本发明采用新型结构，不仅增加了插合导向结构、而且能够满足真空环境下10000W功率的技术要求，也能够抑制真空环境下微放电的风险，具有广阔的应用前景。

Description

一种大功率射频同轴连接器
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种大功率射频同轴连接器。
背景技术
射频同轴连接器常用电子元器件，一般由内导体、外导体、绝缘体和保护套组成，通常是装接在射频电缆上或安装在仪器仪表上的一种元件，传输信号起到桥梁作用。产品可广泛应用于雷达系统、导航系统、航天和通讯等军工或民用领域，也应用于仪器、自动控制、通信等工业领域。现有技术中，射频同轴连接器普遍无法满足L波段真空环境下功率10000W的要求，存在尖点放电风险、內导体易发热等技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种大功率射频同轴连接器，采用新型结构，不仅增加了插合导向结构、而且能够满足真空环境下10000W功率的技术要求，也能够抑制真空环境下微放电的风险，具有广阔的应用前景。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种大功率射频同轴连接器，其特征在于，包括插座、连接螺套和插头，其中：所述插座的插座内腔内同轴安装有插座绝缘子，所述插座绝缘子内同轴安装有插座内导体；所述连接螺套用于可拆卸连接插座和插头；所述插头的外壁设置有安装卡环的环槽，所述卡环用于卡接连接螺套，所述插头的插头内腔内同轴安装有插头绝缘子，所述插头绝缘子内同轴安装有用于连接插座内导体的插头内导体；所述插座绝缘子的末端设置有绝缘子凸台，所述插头绝缘子的末端设置有绝缘子凹台，所述绝缘子凸台和绝缘子凹台能够相互嵌套形成包容结构。
优选的，所述插座内导体的末端设置有用于安装插头内导体用的插孔，所述插孔的末端为劈槽收口结构。
优选的，所述插座的壳体上开设有连通插座内腔的插座放气孔。
优选的，所述插座的开口处设置有导向锥面。
优选的，所述插座的壳体外壁上设置有与连接螺套配合连接的螺纹。
优选的，所述插头的壳体上开设有连通插头内腔的插头放气孔。
优选的，还包括固定螺套，所述固定螺套通过螺纹设置在插头上、且用于安装电缆，其中：所述电缆的电缆内导体连接插头内导体，电缆内导体安装在固定绝缘子内；所述电缆的电缆绝缘层由固定绝缘子限位，所述固定绝缘子的外侧设置有第一衬套；所述电缆的电缆外导体由第二衬套限位。
优选的，所述固定绝缘子和第一衬套上均设置有放气通道。
优选的，连接器的传输段采用聚四氟乙烯介质填充。
优选的，所述插座内导体和插头内导体采用铍青铜材料制成。
本发明的一种大功率射频同轴连接器具有以下有益效果：
该大功率射频同轴连接器包括插座和插头，其中，插座和插头采用新型绝缘子结构，绝缘子之间能够相互嵌套形成包容结构，一方面显著增加了内、外导体间爬电距离，另一方面减小了界面处空气的存在。此外，该大功率射频同轴连接器还在插座和插头的壳体上开设有放气孔，能够及时排出内部气体。与现有结构相比，本发明采用新型结构，不仅增加了插合导向结构、而且能够满足真空环境下10000W功率的技术要求，也能够抑制真空环境下微放电的风险，具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的第一实施例结构示意图；
图2是本发明中绝缘子安装示意图；
图3是本发明中导向锥面的结构示意图；
图4是本发明的第二实施例结构示意图。
其中，1-插座、101-插座内腔、102-插座绝缘子、103-插座内导体、104-插座放气孔、105-导向锥面、1021-绝缘子凸台、1031-插孔、1032-劈槽收口结构、2-连接螺套、3-插头、301-卡环、302-插头内腔、303-插头绝缘子、304-插头内导体、305-插头放气孔、306-放气通道、307-固定绝缘子、308-第一衬套、309-第二衬套、3031-绝缘子凹台、4-固定螺套、5-电缆、501-电缆内导体、502-电缆绝缘层、503-电缆外导体。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
实施例一
如图1至图3所示，该大功率射频同轴连接器包括插座1、连接螺套2和插头3，插座1的壳体外壁上设置有与连接螺套2配合连接的螺纹，插头3的外壁设置有安装卡环301的环槽，卡环301用于卡接连接螺套2，连接螺套2可以围绕卡环301自由旋转、以实现插座1和插头3的可拆卸连接。
图中，插座1的插座内腔101内同轴安装有插座绝缘子102，插座绝缘子102内同轴安装有插座内导体103；插头3的插头内腔302内同轴安装有插头绝缘子303，插头绝缘子303内同轴安装有用于连接插座内导体103的插头内导体304。需要说明的是，插座绝缘子102的末端设置有绝缘子凸台1021，插头绝缘子303的末端设置有绝缘子凹台3031，绝缘子凸台1021和绝缘子凹台3031能够相互嵌套形成包容结构。本实施例中，绝缘介质采用嵌套包容的接触形式，增大了内外导体在介质接触缝隙处爬电距离，增加了产品的介质耐压性能，从而提高了耐功率能力。
实施例二
如图2和图3所示，插座内导体103的末端设置有用于安装插头内导体304用的插孔1031，插孔1031的末端为劈槽收口结构1032，具体的，插孔1031采用劈槽收口的结构，口部设计有倒圆角，增加导向作用，减小尖点放电风险。
此外，插座1的开口处设置有导向锥面105，具体的，插座连接器外壳内孔设计有倒圆角和锥面结构，以使插头连接器外壳和插座连接器外壳插合时径向有较大偏差时，插头连接器外壳能够顺利插入插座连接器外壳的内孔。
实施例三
如图1所示，插座1的壳体上开设有连通插座内腔101的插座放气孔104，插头3的壳体上开设有连通插头内腔302的插头放气孔305。具体的，大功率射频同轴连接器在大功率、热真空条件下，当连接器上传输的平均功率过大时，连接器内部的残留气体会产生微放电，导致连接器内外导体打火，连接器内部温度急剧升高，直至连接器烧毁，所以在连接器设计过程中，外壳处均需要设计有放气孔，在低气压和真空环境下连接器内部的空气能够通过放气孔排放出去，防止连接器和电缆组件在低气压真空条件下出现微放电现象，此时，连接器在长时间大功率的工作中，能够及时将内部气体排出，降低连接器内部温度，提高了产品耐受功率的能力。
本实施例中，大功率射频连接器工作在高频高电压大电流条件下,会在整个射频通道产生热量，尤其在连接器与电缆、微带与主板的结合处，由于阻抗的变化，会导致热量聚集，所以在连接器的设计结构中，应选用导热较高材料及镀层，根据材料的导热系数，铜合金的导热系数为不锈钢的7倍，所以大功率射频同轴连接器内导体、插孔、外壳及螺套均使用铍青铜,经过时效处理后表面镀金，提高材料的硬度及导热性能。
需要进一步说明的是，大功率射频连接器工作在高频高电压条件下，接触电阻的变化可能会引起接触对的温度变化。温度升高又使接触件受热蠕变，使弹性接触件的弹性变小。同时，接触件发热会使绝缘体受热变形引起反射增大。因此，在设计大功率射频连接器时，弹性接触件需要选择耐温高且弹性好的铍青铜保证其接触可靠性。
实施例四
该大功率射频同轴连接器还包括固定螺套4，固定螺套4通过螺纹设置在插头3上、且用于安装电缆5，其中：电缆5的电缆内导体501连接插头内导体304，电缆内导体501安装在固定绝缘子307内；电缆5的电缆绝缘层502由固定绝缘子307限位，固定绝缘子307的外侧设置有第一衬套308；电缆5的电缆外导体503由第二衬套309限位。具体的，固定绝缘子307和第一衬套308上均设置有放气通道306。
需要说明的是，连接器的传输段全部采用聚四氟乙烯介质填充，不设置空气介质段，可以减少空气击穿，提高介质耐电压，并有效提高产品真空环境下耐功率10000W的能力。
实施例五
大功率射频连接器的截面尺寸越大，则功率容量越大，而对同一尺寸的传输系统，波长越接近截止波长，也即是频率越接近截止频率，功率容量就越低。为保证连接器耐峰值功率的能力，必须考虑连接器内、外导体之间的耐峰值电压能力。耐峰值电压能力越高，就要求连接器内、外导体之间的爬电距离越大。此时，在特性阻抗确定的情况下，需要选用外形较大的射频连接器，同时，长时间工作在大功率情况下，为降低內导体发热，也同样需要选择內导体直径较大的射频连接器。本实施例中，插头内导体的直径范围为3-4mm，绝缘子凹台的内径范围为12-12.5mm，绝缘子凹台的外径范围为18-18.5mm，插头壳体的外径范围为20-22mm，插座内导体的直径范围为4-4.5mm，绝缘子凸台的内径范围为12-12.5mm，绝缘子凸台的外径范围为18-18.5mm。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种大功率射频同轴连接器，其特征在于，包括插座（1）、连接螺套（2）和插头（3），其中：
所述插座（1）的插座内腔（101）内同轴安装有插座绝缘子（102），所述插座绝缘子（102）内同轴安装有插座内导体（103）；
所述连接螺套（2）用于可拆卸连接插座（1）和插头（3）；
所述插头（3）的外壁设置有安装卡环（301）的环型槽，所述卡环（301）用于卡接连接螺套（2），所述插头（3）的插头内腔（302）内同轴安装有插头绝缘子（303），所述插头绝缘子（303）内同轴安装有用于连接插座内导体（103）的插头内导体（304）；
所述插座绝缘子（102）的末端设置有绝缘子凸台（1021），所述插头绝缘子（303）的末端设置有绝缘子凹台（3031），所述绝缘子凸台（1021）和绝缘子凹台（3031）能够相互嵌套形成包容结构。
2.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插座内导体（103）的末端设置有用于安装插头内导体（304）用的插孔（1031），所述插孔（1031）的末端为劈槽收口结构（1032）。
3.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插座（1）的壳体上开设有连通插座内腔（101）的插座放气孔（104）。
4.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插座（1）的开口处设置有导向锥面（105）。
5.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插座（1）的壳体外壁上设置有与连接螺套（2）配合连接的螺纹。
6.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插头（3）的壳体上开设有连通插头内腔（302）的插头放气孔（305）。
7.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，还包括固定螺套（4），所述固定螺套（4）通过螺纹设置在插头（3）上、且用于安装电缆（5），其中：
所述电缆（5）的电缆内导体（501）连接插头内导体（304），电缆内导体（501）安装在固定绝缘子（307）内；
所述电缆（5）的电缆绝缘层（502）由固定绝缘子（307）限位，所述固定绝缘子（307）的外侧设置有第一衬套（308）；
所述电缆（5）的电缆外导体（503）由第二衬套（309）限位。
8.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述固定绝缘子（307）和第一衬套（308）上均设置有放气通道（306）。
9.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，连接器的传输段采用聚四氟乙烯介质填充。
10.根据权利要求1所述的大功率射频同轴连接器，其特征在于，所述插座内导体（103）和插头内导体（304）采用铍青铜材料制成。
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