CN114421189B - 一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器，包括相互连接的微带线连接端、绝缘端子连接端。所述微带线连接端为带状线。所述绝缘端子连接端为圆筒状金属体，圆周有缺口，形成弹性夹结构。本申请还包含一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接方法、连接器制造方法。本申请的装置解决了现有微波电路射频信号90度穿墙互联后端口驻波差、一致性难以把控、批生产调试成本高的问题。

Description

一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器和方法

技术领域

本申请涉及微波技术领域，尤其涉及一种绝缘端子90度穿墙后和微带线连接的结构和方法。

背景技术

射频绝缘端子90度穿墙的连接方式在微波电路设计中广泛应用，是射频电路实现不同层电路结构实现电气互联以及微波信号良性传输的重要途径，同时也是实现微波电路立体化设计、组装及小型化高密度集成的必要手段。

微波电路中射频信号90度传输广泛应用于相控阵雷达、基站天线、毫米波通信设备、卫星通讯、遥感设备等领域，该技术的广泛应用极大程度上简化了微波电路的设计及使用方式，减少了微波电路工作使用空间使相控阵雷达实现舰载机载成为可能，同时为微波电路小型化轻量化推广奠定了基础。

传统的微波电路射频信号90度传输时通过射频绝缘端子穿墙，与微带线连接端通过传统的焊锡焊接方式实现与微带线的电气互联。但往往焊接过程中因焊接温度、绝缘端子表面润湿良性率、焊接时间以及人为因素等多重因素的叠加导致焊接位置焊点偏离了仿真设计的理想模型，最终导致产品端口驻波偏离设计预期，产品一致性差等问题。传统的微波电路90度穿墙互联工艺需要通过调整焊点的形式来调试该连接处的端口驻波，需要耗费大量的时间和精力来保证产品达到设计指标，

发明内容

本申请实施例提供一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器和方法，解决现有微波电路射频信号90度穿墙互联后端口驻波差、一致性难以把控、批生产调试成本高的问题，在保证产品集成度的前提下减少调试人员的工作量提高产品的一致性。

本申请实施例提出一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器，包括相互连接的微带线连接端、绝缘端子连接端。所述微带线连接端为带状线；所述绝缘端子连接端为圆筒状金属体，圆周有缺口，形成弹性夹结构。所述微带线连接端的长度方向与所述绝缘端子连接端的轴向垂直，且所述绝缘端子连接端的本体位于所述微带线连接端长度方向延长线的一侧。

优选地，所述带状线的宽度为0.38mm，长度为1.5mm。

优选地，所述绝缘端子连接端，用于弹性夹持外径为0.3mm的导体。

优选地，所述微带线连接端和绝缘端子连接端为外表面镀金的铍青铜材料。

进一步地，所述连接器还包含环绕于所述绝缘端子连接端外部的匹配结构，所述匹配结构包含设定口径、设定轴向长度的空气过渡腔，所述空气过渡腔是由金属或介质物围成的。

本申请还提出一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接方法，使用本申请任意一项实施例所述的连接器，包含以下步骤：

将所述绝缘端子连接端套在穿墙固定的射频绝缘端子内导体上，通过弹性夹结构的负公差使其弹性收紧；

将所述微带线连接端对准水平方向的微带传输线，使二者部分重合，通过电子电焊工艺实现电气互联。

优选地，还包含以下步骤：

在墙体机械结构和绝缘端子连接端之间，通过金属体或介质体围成空气过渡腔，实现阻抗匹配。

本申请还提出一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器的制造方法，制作本申请实施例所述的连接器，包含下步骤：

优化以下结构尺寸：构成所述连接器的金属体厚度、所述微带线连接端的长度和宽度；

使用金属板材，通过钣金的方法制成所述连接器，所述微带线连接端和所述绝缘端子连接端是金属板材的一体结构。

优选地，当连接器设置有环绕于所述绝缘端子连接端外部的匹配结构时，所述匹配结构包含设定口径、设定轴向长度的空气过渡腔，所述空气过渡腔是由金属或介质物围成的，还包含以下步骤：优化所述空气过渡腔的口径和或轴向长度。

优选地，所述优化的目标，是组装后的驻波特性满足设计要求。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

为了最大程度减少产品装配后偏离设计预期的误差，提高微波电路在射频信号90度穿墙后与微带电路连接时端口驻波的一致性，我们设计了该连接器，射频连接端通过非封闭式弹性夹与90度穿墙的射频绝缘端子弹性连接，微带线连接端通过电子点焊的形式与微带线连接，从而实现了射频信号由垂直的射频绝缘端子向水平的微带线的连接过度。机械装配减少了人为操作时的操作误差，降低了端口驻波特性对连接焊点大小的依赖，使90度穿墙类微波电路及产品的批量生产成为可能，极大程度降低了该类产品调试工作量，降低了产品批生产的调试成本，提高了产品的一致性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的连接器结构示意图；

图2为本申请的连接器安装状态的结构示意图；

图3为本申请连接器的制造方法实施例流程图；

图中，1微带线连接端，2绝缘端子连接端，3空气过渡腔，4墙体或其它机械结构，5垂直方向信号传输射频绝缘端子玻璃体，6垂直方向信号传输射频绝缘端子内导体，7水平方向射频信号传输微带线，8环形匹配物。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请的连接器结构示意图。

其主体结构分为绝缘端子连接端2和微带线连接端1两部分，两者连接为一整体。所述微带线连接端为带状线。

所述绝缘端子连接端为圆筒状金属体，圆周有缺口，形成弹性夹结构；

所述微带线连接端的长度方向与所述绝缘端子连接端的轴向垂直，且所述绝缘端子连接端的本体位于所述微带线连接端长度方向延长线的一侧。所述微带线连接端的宽度方向，与所述绝缘端子连接端的轴向垂直。所述微带线连接端的中心线和所述绝缘端子连接端的轴线垂直相交。

其中绝缘端子连接端为非封闭式弹性夹，呈圆筒状，内径为Ka波段射频绝缘子内导体外径0.3mm；微带线连接端为带状线，宽度0.38mm，长度1.5mm。两者为一体结构使用厚度为0.05mm的铍青铜板材经过板金工艺加工而成，外表整体镀金。

所述绝缘端子连接端和所述微带线连接端的连接处的微带线连接端的端部宽度收缩为不大于绝缘端子连接端的内径，例如为绝缘端子连接端的内径0.3mm。

表面全镀金。铍青铜的延展性较好保证了绝缘端子连接端的弹性度，表面全镀金以确保连接器与电路良性接触可靠互联。

图2为本申请的连接器安装状态的结构示意图。

本申请的连接器安装法方法步骤如下：

步骤21、使用时先将连接器绝缘端子连接端2的非封闭式弹性夹套在已经穿墙固定的射频绝缘端子内导体上，通过负公差使其弹性收紧以保证该连接器与射频绝缘端子接触良好。

步骤22、然后将微带线连接端1对准水平方向的微带传输线7，使连接器的微带线连接端与水平方向的微带传输线金属部分重合，然后通过电子点焊工艺实现电气互联。

步骤23、在墙体机械结构和绝缘端子连接端之间，通过金属体或介质体围成空气过渡腔，实现阻抗匹配。

如图2所示，机械结构的空气过渡腔3，主要用来匹配射频绝缘端子90度穿墙后射频信号在此处的阻抗特性，以确保电路组装后该端口整体驻波特性满足设计要求。

所述空气过渡腔位于环形匹配物8内，所述环形匹配物为介质材料或金属材料，作为进一步优化的方案，所述环形匹配物分为两部分，一部分为容纳所述绝缘端子玻璃体5、空气过渡腔3的圆柱形导体腔81，另一部分为位于圆柱形导体腔内的环形介质体82，所述环形介质体内围成所述空气过渡腔。

垂直方向信号传输射频绝缘端子内导体6，其一端与通用的射频连接器连接，另一端与本发明绝缘端子连接端通过非封闭式弹性夹弹性连接。最终实现射频信号90度穿墙后与微带线良性连接。

图3为本申请的射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器的制造方法实施例流程图。

本申请还提出一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器的制造方法，制作本申请实施例所述的连接器，包含下步骤：

步骤31、优化以下结构尺寸：构成所述连接器的金属体厚度、所述微带线连接端的长度和宽度。

步骤32、优化所述空气过渡腔的口径和/或轴向长度、环绕所述空气过渡腔的结构。

当连接器设置有环绕于所述绝缘端子连接端外部的匹配结构时，所述匹配结构包含设定口径、设定轴向长度的空气过渡腔，所述空气过渡腔是由金属或介质物围成的。

优选地，步骤31～32中所述“优化”的目标，是组装后的驻波特性满足设计要求，优化的工具可以通过电磁场仿真软件，使用有限元算法或有限差分算法。

步骤33、使用金属板材，通过钣金的方法制成所述连接器，所述微带线连接端和所述绝缘端子连接端是金属板材的一体结构。

通过仿真，本申请设计出能够实现Ka波段微波电路中射频绝缘端子90度穿墙后与微带线互联的连接器，大大改善了微波电路在90度穿墙时的阻抗匹配特性，简化了微波电路在90度穿墙设计时的仿真、装配及调试等使用过程，减少了端口驻波调试工序，提高了微波电路在90度穿墙连接时的一致性，解决了Ka波段微波电路90度穿墙连接类产品在批生产过程中端口驻波一致性差、调试工作量大、批生产调试人力成本高等难题，提高了产品的集成度。

该连接器的构造及使用方法简便，减少了人为操作过程中不可控因素的引入，从而确保了产品在装配过程中的一致性，提高了产品批生产的装调效率，降低了产品的装调成本。

该连接器的使用方法和组装工艺相对简单，不会引入其他变量，所以带来的误差和寄生参数较少，从而减少了调试工作，提高了工作效率，为产品进行批量生产降低调试及生产成本提供了有效支撑。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器，其特征在于，包括相互连接的微带线连接端、绝缘端子连接端；

所述微带线连接端为带状线；

所述绝缘端子连接端为圆筒状金属体，圆周有缺口，形成弹性夹结构；

所述微带线连接端的长度方向与所述绝缘端子连接端的轴向垂直，且所述绝缘端子连接端的本体位于所述微带线连接端长度方向延长线的一侧；

还包含环绕于所述绝缘端子连接端外部的匹配结构，所述匹配结构包含设定口径、设定轴向长度的空气过渡腔；

所述空气过渡腔位于环形匹配物内，所述环形匹配物分为两部分，一部分为圆柱形导体腔，另一部分为位于圆柱形导体腔内的环形介质体，所述环形介质体内围成所述空气过渡腔。

2.如权利要求1所述连接器，其特征在于，所述带状线的宽度为0.38mm，长度为1.5mm。

3.如权利要求1所述连接器，其特征在于，所述绝缘端子连接端，用于弹性夹持外径为0.3mm的导体。

4.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述微带线连接端和绝缘端子连接端为外表面镀金的铍青铜材料。

5.一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接方法，使用权利要求1～4任意一项所述的连接器，其特征在于，包含以下步骤：

将所述绝缘端子连接端套在穿墙固定的射频绝缘端子内导体上，通过弹性夹结构的负公差使其弹性收紧；

将所述微带线连接端对准水平方向的微带传输线，使二者部分重合，通过电子电焊工艺实现电气互联；

在墙体机械结构和绝缘端子连接端之间，通过金属体或介质体围成空气过渡腔，实现阻抗匹配。

6.一种射频绝缘端子90度穿墙微带线连接器制造方法，制作权利要求1～4任意一项所述连接器，其特征在于，

优化以下结构尺寸：构成所述连接器的金属体厚度、所述微带线连接端的长度和宽度；

使用金属板材，通过钣金的方法制成所述连接器，所述微带线连接端和所述绝缘端子连接端是金属板材的一体结构；

优化所述空气过渡腔的口径和/或轴向长度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述优化的目标，是组装后的驻波特性满足设计要求。