CN113783016A - 一种板间射频连接器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种板间射频连接器，包括内导体、外导体、和位于内导体与外导体之间的绝缘介质，外导体外侧设有壳体，内导体为在外力按压下具有沿轴向方向的弹性变形量的金属弹性针，内导体的轴向方向与壳体的轴向方向一致；外导体成型于壳体的内壁且环绕内导体，外导体包括沿壳体的轴向方向相互拼合的第一外导体和第二外导体，第一外导体的顶端具有内翻的簧片，以在外力按压下具有沿轴向方向和径向向内方向的弹性变形量。本申请通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差，且具有稳定的接触电阻、弹性可回复性、和较好的驻波和插损特性，能够实现射频信号的稳定传输。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种板间射频连接器。
背景技术
无线基站设备中，传统的板对板之间的射频信号用到的板间射频连接器，一般为三件分离的连接方案或者两件分离的连接方案，通过上板和下板的盲插配合的方式来实现板对板的互联。
但是，传统的射频三件或者两件结构，对应的板间配高多数在10mm以上，成本也较高。
随着多家通信设备上对5G设备体积和重量的竞争力的不断提升，对板间射频连接器也提出了更大的调整，小体积、低成本、易插拔连接器成了必然的需求趋势。
发明内容
本申请实施例提供一种板间射频连接器，通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差，同时，具有稳定的接触电阻和弹性可回复性，较好的驻波和插损特性，能够实现射频信号的稳定传输。
本申请实施例提供一种板间射频连接器，包括内导体、外导体、和位于所述内导体与所述外导体之间的绝缘介质，所述外导体外侧设有壳体，
其中，所述内导体为在外力按压下具有沿轴向方向的弹性变形量的金属弹性针，所述内导体的轴向方向与壳体的轴向方向一致；
所述外导体成型于所述壳体的内壁，且环绕所述内导体，所述外导体包括沿壳体的轴向方向相互拼合的第一外导体和第二外导体，所述第一外导体的顶端具有内翻的簧片，以在外力按压下具有沿轴向方向和径向向内方向的弹性变形量。
在一个实施例中，所述内导体的顶端和所述第一外导体的顶端在未受外力时凸出于所述壳体的顶端，所述绝缘介质的顶端低于或者平齐于所述壳体的顶端；
所述内导体具有高于所述壳体的顶端的弹性变形行程；
所述外导体具有高于所述壳体的顶端的轴向弹性变形行程。
在一个实施例中，所述内导体包括：
套筒，其具有沿轴向方向延伸的空腔；
弹头，所述弹头的底端通过弹簧移动地设置于所述空腔内，以具有沿轴向方向的移动自由度，所述弹头的顶端凸出于所述套筒的顶端，所述弹头的移动行程高于所述套筒；
其中，所述套筒固定于绝缘介质内，所述套筒的顶端高于所述壳体的顶端。
在一个实施例中，所述套筒的外壁进一步包括：
倒刺，其向外凸出至所述绝缘介质内；和
限位台阶，所述限位台阶自所述绝缘介质的下方凸出于所述套筒的外壁，以与所述绝缘介质的底面形成干涉。
在一个实施例中，所述第二外导体包括：
第二筒体，所述第二筒体成型于所述壳体的内壁；
多个第二探针，所述多个第二探针自所述第二筒体的底部边缘朝向所述壳体的下方突出；
所述第一外导体包括：
第一筒体，所述第一筒体套设于所述第二筒体，以将第一外导体与第二外导体连接为一体；
多个簧片，多个簧片自所述第一筒体的顶部边缘朝向所述壳体的上方突出。
在一个实施例中，每个所述簧片包括：
外翻部，所述外翻部自所述第一筒体的顶部边缘径向向外翻折；
内翻部，所述内翻部自所述外翻部的边缘径向向内翻折；
凸起部，所述凸起部自所述内翻部的边缘朝向所述壳体的上方突出，且与所述内翻部形成径向向内的夹角，所述凸起部的边缘具有折弯，以形成弹性触点。
在一个实施例中，所述外壳包括：
外壳筒体，所述第二筒体成型于所述外壳筒体的内壁；
外翻台阶部，所述外翻台阶部自所述外壳筒体的顶端径向向外延伸，所述外翻部支撑于所述外翻台阶部；
环形壁，所述环形壁形成与所述外翻台阶部的边缘，所述内翻部不高于所述环形壁的顶端，且所述凸起部凸出于所述环形壁的顶端。
在一个实施例中，所述绝缘介质包括：
中心孔，所述中心孔沿壳体的轴向方向设置，所述内导体装设于所述中心孔内；
台阶部，所述台阶部自所述绝缘介质的顶部边缘径向向内收缩，以避让所述凸起部；
其中，所述第一筒体抵靠所述绝缘介质的外壁。
在一个实施例中，进一步包括：
保护帽，所述保护帽罩设于所述壳体的顶端，以将所述内导体和外导体的顶端罩设于所述保护帽以内。
在一个实施例中，所述保护帽包括：
顶盖，所述顶盖支撑于所述环形壁的顶端，所述顶盖内具有向内凹进的顶盖内腔，以容纳所述内导体和外导体的顶端；
卡爪，多个卡爪形成于所述顶盖的底部外缘，以卡持所述外壳筒体。
在本实施例中，板间射频连接器中通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现射频信号的导通，其中，内导体具有沿轴向方向的弹性变形量，且外导体具有沿轴向方向和径向向内方向的双方向的弹性变形量，从而共同实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差。
其中，将2个分体簧片作为板间射频连接器的外导体，并且通过压配形成完整的连续的整体。弹性的金属中心体作为内导体接触件，与绝缘介质、壳体组成板间射频连接器，器件整体高度最小在4.3mm以内，用于小间距的板对板射频信号的传输。互联高度的降低，将能够大幅度降低整机的体积。
且，连接器的一端与电路板弹性接触，另一端与电路板焊接在一起，实现板件射频信号的传输，减去了插拔操作，更方便安装使用。
进一步地，本实施例的连接器的主要零件通过注塑，冲压工艺成型，加工效益提高，可实现低成本的大批量制造。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的板间射频连接器的结构示意图。
图2a和图2b为本发明的板间射频连接器的内导体和外导体的弹性变形行程的示意图。
图3为本发明的板间射频连接器的接触范围的示意图。
图4a至图4c为本发明的板间射频连接器的内导体的结构示意图。
图5a和图5b为本发明的板间射频连接器的第一外导体的结构示意图。
图6a和图6b为本发明的板间射频连接器的第二外导体的结构示意图。
图7a和图7b为本发明的板间射频连接器的第一外导体、内导体与绝缘介质的配合示意图。
图8为本发明的板间射频连接器的绝缘介质的结构示意图。
图9和图10为本发明的板间射频连接器的结构示意图。
图11为本发明的板间射频连接器的保护帽的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本申请的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例性实施例的限制。
本申请实施例提供一种板间射频连接器，通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差，同时，具有稳定的接触电阻和弹性可回复性，较好的驻波和插损特性，能够实现射频信号的稳定传输。
图1为本发明的板间射频连接器的结构示意图。如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种板间射频连接器，其特征在于，包括内导体1、外导体2、和位于内导体1与外导体2之间的绝缘介质3，外导体2外侧设有壳体4，
其中，内导体1为在外力按压下具有沿轴向方向的弹性变形量的金属弹性针，内导体1的轴向方向与壳体4的轴向方向一致；
外导体2成型于壳体4的内壁，且环绕内导体1，外导体2包括沿壳体4的轴向方向相互拼合的第一外导体21和第二外导体22，第一外导体21的顶端具有内翻的簧片211，以在外力按压下具有沿轴向方向和径向向内方向的弹性变形量。
结合图1和图2a、图2b所示，内导体1可实现为pogo弹性针或者其他弹性接触件，在外力作用下，具体地为按压动作，使得内导体1的顶端能够沿轴向方向压缩，并实现与对应的电路板的电连接。
进一步地，外导体2的顶端，具体地是第一外导体21的顶端形成内翻的簧片211，则在外力作用下，具体地为按压动作，簧片211可具有沿轴向方向的压缩，以及沿着径向向内方向的压缩。
由此，本实施例的板间射频连接器中通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现射频信号的导通，其中，内导体具有沿轴向方向的弹性变形量，且外导体具有沿轴向方向和径向向内方向的双方向的弹性变形量，从而共同实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差。
本实施例的板间射频连接器可以适配一定厚度的电路板，可以作为表贴器件或者与电路板插焊接。本实施例的板间射频连接器为一件式连接器，其通过小配高来实现中小板间距的射频信号传输，其尺寸能够低于4.5mm，以大幅降低整机体积。本实施例的板间射频连接器实现弹性接触，能够实现多通道的免插拔操作，从而大幅度降低器件成本。
结合图3所示，与本实施例的板间射频连接器配合的电路板具有接触区，由于内导体1和外导体2可以在接触区域内沿着径向方向移动，从而具有内导体浮动区域100和外导体浮动区域200，以实现径向浮动，其中最大浮动量在接触区域内可以有R的移动量。
如图2a、图2b所示，在一个实施例中，内导体1的顶端和第一外导体21的顶端在未受外力时凸出于壳体4的顶端，绝缘介质3的顶端低于或者平齐于壳体4的顶端；
内导体1具有高于壳体4的顶端的弹性变形行程；
外导体2具有高于壳体4的顶端的轴向弹性变形行程。
其中，在图2a、图2b中，内导体高度H为内导体1的顶端在未受外力的情况下的高度，内导体1受到外力作用下通过压缩而实现与电路板的接触区的电连接，其最小压缩量为工作初始高度H1，最大压缩量为工作最小高度H3，工作中值高度H2为H1和H3的中值。其中，H与H3之间的距离为内导体1的弹性变形行程。壳体4的高度H4低于最小工作高度H3，则在工作高度范围内，壳体4不会受到外力的作用变形或者开裂。
内导体1的初始高度H高于簧片211的初始工作高度H1，给内导体1与电路板的中心接触提供了更大、更稳定的接触量。
如图2b的方框中所示，簧片211向内翻折，在按压作用下，簧片211除了向下压缩以外，还具有径向向内的偏移。
在一个具体实施例中，如图4a和图4b所示，内导体1包括：
套筒11，其具有沿轴向方向延伸的空腔；
弹头12，弹头12的底端通过弹簧13移动地设置于空腔内，以具有沿轴向方向的移动自由度，弹头12的顶端凸出于套筒11的顶端，弹头12的移动行程高于套筒11；
其中，套筒11固定于绝缘介质3内，套筒11的顶端高于壳体4的顶端。
弹簧13用于弹头12从压缩位置回复至初始位置。其中，弹头12的底端可具有与套筒11的内壁形成干涉的限位结构，以避免弹头12脱离套筒11和限制弹头12的弹性形变行程的极限位置。
在一个实施例中，套筒11的筒壁可具有多个劈槽，以形成花瓣形的收纳结构。
其中，如图4a和图4c所示，套筒11的外壁进一步包括：
倒刺111，其向外凸出至绝缘介质3内；和
限位台阶112，限位台阶112自绝缘介质3的下方凸出于套筒11的外壁，以与绝缘介质3的底面形成干涉。
倒刺111可以与绝缘介质3形成压配，使得内导体1与绝缘介质3之间具有一定的保持力。结合图9所示，限位台阶112与绝缘介质3的底面形成干涉，以沿轴向方向限制内导体1与绝缘介质3之间的位置，和保证弹头12的工作高度位置。
如图6a和图6b所示，第二外导体22包括：
第二筒体221，第二筒体221成型于壳体4的内壁；
多个第二探针222，多个第二探针222自第二筒体221的底部边缘朝向壳体4的下方突出。
如图5a和图5b所示，第一外导体21包括：
第一筒体212，第一筒体212套设于第二筒体221，以将第一外导体21与第二外导体22连接为一体；
多个簧片211，多个簧片211自第一筒体212的顶部边缘朝向壳体4的上方突出。
外导体通过模具冲压而成，通常为铍铜或者钛铜，具有良好的弹性变形，在工作高度范围内，良好的回弹性保证了同类簧片中具有较高的使用寿命。
其中，外导体2通过第一外导体21和第二外导体22沿轴向方向拼合形成，以便于安装和固定。其中，第一外导体21的多个簧片211均匀分布，通过模具冲压成型的簧片211具有高精密的特性，簧片的一致性好，和单板接触的每一瓣簧片的弹力范围一致，具有与不同触点配合的接触一致性，保证了接触稳定性，这样的连接具有较小的接触电阻，较好的驻波特性。
如图9所示，第二筒体221的底部边缘可进一步包括径向向外延伸的止位面台阶，以与壳体4的底面形成干涉，限定外导体2与壳体4之间的轴向位置。
其中，每个簧片211包括：
外翻部2111，外翻部2111自第一筒体212的顶部边缘径向向外翻折；
内翻部2112，内翻部2112自外翻部2111的边缘径向向内翻折，内翻部2112和外翻部2111可在轴向方向上具有间隔，且内翻部2112位于外翻部2111的上方；
凸起部2113，凸起部2113自内翻部2112的边缘朝向壳体4的上方突出，且与内翻部2112形成径向向内的夹角，凸起部2113的边缘具有折弯2114，以形成弹性触点。
其中，第一外导体21和第二外导体22沿轴向方向拼合时，第一筒体212可套设于第二筒体221的内壁。参见图7b所示，第一筒体212可具有向内凸起的凸包2121，以与绝缘介质3保持良好的配合力。参见图8所示，绝缘介质3具有与凸包2121配合的环形槽33，以对第一外导体21的径向和轴向位置进行定位。
如图7a、图7b和图8所示，绝缘介质3包括：
中心孔31，中心孔31沿壳体4的轴向方向设置，内导体1装设于中心孔31内；
台阶部32，台阶部32自绝缘介质3的顶部边缘径向向内收缩，以避让凸起部2113；
其中，第一筒体212抵靠绝缘介质3的外壁。
绝缘介质3的材料通常为PTFE(聚四氟乙烯)。
如图10所示，外壳4包括：
外壳筒体41，第二筒体221成型于外壳筒体41的内壁；
外翻台阶部42，外翻台阶部42自外壳筒体41的顶端径向向外延伸，外翻部2111支撑于外翻台阶部42；
环形壁43，环形壁43形成与外翻台阶部42的边缘，内翻部2112不高于环形壁43的顶端，且凸起部2113凸出于环形壁43的顶端。
外翻台阶部42支撑第一外导体21的外翻部2111，以形成簧片211的变形基础位置。簧片211在外力作用下，以外翻部2111与内翻部2112的连接点为基点发生弹性变形。
环形壁43环绕簧片211，仅通过暴露凸起部2113而限定簧片211的变形范围。
结合图1和图11所示，本实施例的板间射频连接器进一步包括：
保护帽5，保护帽5罩设于壳体4的顶端，以将内导体1和外导体2的顶端罩设于保护帽5以内。
其中，保护帽5包括：
顶盖51，顶盖51支撑于环形壁43的顶端，顶盖51内具有向内凹进的顶盖内腔52，以容纳内导体1和外导体2的顶端；
卡爪53，多个卡爪53形成于顶盖51的底部外缘，以卡持外壳筒体41。
在本实施例中，板间射频连接器中通过具有弹性变形量的内导体和外导体实现射频信号的导通，其中，内导体具有沿轴向方向的弹性变形量，且外导体具有沿轴向方向和径向向内方向的双方向的弹性变形量，从而共同实现较大的径向和轴向的浮动变形，用以吸收板对板互联下的尺寸链累积偏差。
其中，将2个分体簧片作为板间射频连接器的外导体，并且通过压配形成完整的连续的整体。弹性的金属中心体作为内导体接触件，与绝缘介质、壳体组成板间射频连接器，器件整体高度最小在4.3mm以内，用于小间距的板对板射频信号的传输。互联高度的降低，将能够大幅度降低整机的体积。
且，连接器的一端与电路板弹性接触，另一端与电路板焊接在一起，实现板件射频信号的传输，减去了插拔操作，更方便安装使用。
进一步地，本实施例的连接器的主要零件通过注塑，冲压工艺成型，加工效益提高，可实现低成本的大批量制造。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种板间射频连接器，其特征在于，包括内导体(1)、外导体(2)、和位于所述内导体(1)与所述外导体(2)之间的绝缘介质(3)，所述外导体(2)外侧设有壳体(4)，
其中，所述内导体(1)为在外力按压下具有沿轴向方向的弹性变形量的金属弹性针，所述内导体(1)的轴向方向与壳体(4)的轴向方向一致；
所述外导体(2)成型于所述壳体(4)的内壁，且环绕所述内导体(1)，所述外导体(2)包括沿壳体(4)的轴向方向相互拼合的第一外导体(21)和第二外导体(22)，所述第一外导体(21)的顶端具有内翻的簧片(211)，以在外力按压下具有沿轴向方向和径向向内方向的弹性变形量。
2.根据权利要求1所述的板间射频连接器，其特征在于，所述内导体(1)的顶端和所述第一外导体(21)的顶端在未受外力时凸出于所述壳体(4)的顶端，所述绝缘介质(3)的顶端低于或者平齐于所述壳体(4)的顶端；
所述内导体(1)具有高于所述壳体(4)的顶端的弹性变形行程；
所述外导体(2)具有高于所述壳体(4)的顶端的轴向弹性变形行程。
3.根据权利要求2所述的板间射频连接器，其特征在于，所述内导体(1)包括：
套筒(11)，其具有沿轴向方向延伸的空腔；
弹头(12)，所述弹头(12)的底端通过弹簧(13)移动地设置于所述空腔内，以具有沿轴向方向的移动自由度，所述弹头(12)的顶端凸出于所述套筒(11)的顶端，所述弹头(12)的移动行程高于所述套筒(11)；
其中，所述套筒(11)固定于绝缘介质(3)内，所述套筒(11)的顶端高于所述壳体(4)的顶端。
4.根据权利要求3所述的板间射频连接器，其特征在于，所述套筒(11)的外壁进一步包括：
倒刺(111)，其向外凸出至所述绝缘介质(3)内；和
限位台阶(112)，所述限位台阶(112)自所述绝缘介质(3)的下方凸出于所述套筒(11)的外壁，以与所述绝缘介质(3)的底面形成干涉。
5.根据权利要求2所述的板间射频连接器，其特征在于，所述第二外导体(22)包括：
第二筒体(221)，所述第二筒体(221)成型于所述壳体(4)的内壁；
多个第二探针(222)，所述多个第二探针(222)自所述第二筒体(221)的底部边缘朝向所述壳体(4)的下方突出；
所述第一外导体(21)包括：
第一筒体(212)，所述第一筒体(212)套设于所述第二筒体(221)，以将第一外导体(21)与第二外导体(22)连接为一体；
多个簧片(211)，多个簧片(211)自所述第一筒体(212)的顶部边缘朝向所述壳体(4)的上方突出。
6.根据权利要求5所述的板间射频连接器，其特征在于，每个所述簧片(211)包括：
外翻部(2111)，所述外翻部(2111)自所述第一筒体(212)的顶部边缘径向向外翻折；
内翻部(2112)，所述内翻部(2112)自所述外翻部(2111)的边缘径向向内翻折；
凸起部(2113)，所述凸起部(2113)自所述内翻部(2112)的边缘朝向所述壳体(4)的上方突出，且与所述内翻部(2112)形成径向向内的夹角，所述凸起部(2113)的边缘具有折弯(2114)，以形成弹性触点。
7.根据权利要求6所述的板间射频连接器，其特征在于，所述外壳(4)包括：
外壳筒体(41)，所述第二筒体(221)成型于所述外壳筒体(41)的内壁；
外翻台阶部(42)，所述外翻台阶部(42)自所述外壳筒体(41)的顶端径向向外延伸，所述外翻部(2111)支撑于所述外翻台阶部(42)；
环形壁(43)，所述环形壁(43)形成与所述外翻台阶部(42)的边缘，所述内翻部(2112)不高于所述环形壁(43)的顶端，且所述凸起部(2113)凸出于所述环形壁(43)的顶端。
8.根据权利要求6所述的板间射频连接器，其特征在于，所述绝缘介质(3)包括：
中心孔(31)，所述中心孔(31)沿壳体(4)的轴向方向设置，所述内导体(1)装设于所述中心孔(31)内；
台阶部(32)，所述台阶部(32)自所述绝缘介质(3)的顶部边缘径向向内收缩，以避让所述凸起部(2113)；
其中，所述第一筒体(212)抵靠所述绝缘介质(3)的外壁。
9.根据权利要求7所述的板间射频连接器，其特征在于，进一步包括：
保护帽(5)，所述保护帽(5)罩设于所述壳体(4)的顶端，以将所述内导体(1)和外导体(2)的顶端罩设于所述保护帽(5)以内。
10.根据权利要求9所述的板间射频连接器，其特征在于，所述保护帽(5)包括：
顶盖(51)，所述顶盖(51)支撑于所述环形壁(43)的顶端，所述顶盖(51)内具有向内凹进的顶盖内腔(52)，以容纳所述内导体(1)和外导体(2)的顶端；
卡爪(53)，多个卡爪(53)形成于所述顶盖(51)的底部外缘，以卡持所述外壳筒体(41)。
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