CN114678717B - 一种真空大功率低pim射频连接器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及连接器的技术领域，具体公开了一种真空大功率低PIM射频连接器，包括壳体，壳体内部中空；绝缘子Ⅰ、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ，位于壳体内且沿着壳体轴线依次设置；插孔，穿过绝缘子Ⅰ、散热片、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ，两端用于与公头电气互联；连接件Ⅰ和连接件Ⅱ，设置于壳体的两端，用于将绝缘子Ⅰ、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ固定在壳体内，且与公头配合连接；插孔的周向开设有环形的凹陷台阶，绝缘子Ⅱ卡设于凹陷台阶，绝缘子Ⅱ的两个端面开设有环槽，绝缘子Ⅰ和绝缘子Ⅲ抵接于绝缘子Ⅱ的端面与环槽相适配。提高了连接器在真空环境下耐高功率抑制放电的能力，同时抑制高电平无源互调效应的产生。

Description

一种真空大功率低PIM射频连接器

技术领域

本申请涉及连接器的技术领域，特别是一种真空大功率低PIM射频连接器。

背景技术

现有低PIM射频连接器，主要为三元合金传统绝缘支撑结构，连接器接触件采用了两瓣开槽结构，产品只可用于地面环境，功率耐受能力差，高功率下PIM抑制性能差，装配调试复杂，降低了整个产品的可靠性，不能满足空间环境等复杂情况下的使用要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种真空高功率耐受性能的低PIM射频连接器，克服产品在高低温环境下工作时性能的不稳定性，提高在真空环境下耐高功率抑制放电的能力，同时抑制高电平无源互调效应的产生。

本发明的技术解决方案是：

一种真空大功率低PIM射频连接器，包括壳体；

绝缘子Ⅰ、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ，位于壳体内且沿着壳体轴线依次设置；

插孔，穿过绝缘子Ⅰ、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ，两端用于与公头电器互联；

连接件Ⅰ和连接件Ⅱ，设置于壳体的两端，用于将绝缘子Ⅰ、绝缘子Ⅱ、绝缘子Ⅲ固定在壳体内，且与公头配合连接；

插孔的周向开设有环形的凹陷台阶，绝缘子Ⅱ卡设于凹陷台阶，绝缘子Ⅱ的两个端面开设有环槽，绝缘子Ⅰ和绝缘子Ⅲ抵接于绝缘子Ⅱ的端面与环槽相适配。

通过上述技术方案，绝缘子Ⅱ的剖面为两个“工”字形，这种结构分别与绝缘子Ⅰ及绝缘子Ⅲ配合时，有效增加了接触面积，既增加了大功率作业时连接器内外导体间的爬电距离，降低了真空大功率时的放电风险，又有利于大功率工作时抑制无源互调效应的产生。

具体的，所述插孔双端具有中心孔，中心孔为四瓣开槽弹性收口结构，待对接的公头低PIM射频连接器插针插入此中心孔中进行电气互联。

所述绝缘子Ⅱ开设有装配槽，装配槽沿着绝缘子Ⅱ的轴线方向贯穿绝缘子Ⅱ，装配槽从绝缘子Ⅱ的边缘贯穿绝缘子直径的四分之三至五分之四。

所述绝缘子Ⅱ与绝缘子Ⅱ的材质不同。

所述绝缘子Ⅰ和绝缘子Ⅲ的材料为聚四氟乙烯，绝缘子Ⅱ的材料为聚醚酰亚胺。

所述壳体内腔包括顺序布置的第一腔、第二腔、第五腔、第三腔和第四腔，第一腔、第二腔、第五腔的内径逐渐减小，第一腔和第四腔内径相等，第二腔和第三腔内径相等；第一腔、第二腔、第五腔、第三腔和第四腔的5个腔室中，相邻两个腔室之间依次形第一台阶、第二台阶、第三台阶及第四台阶；绝缘子Ⅱ的端面与第二台阶抵接；绝缘子Ⅰ位于绝缘子Ⅱ背离第二台阶的一端；绝缘子Ⅲ与第三台阶和绝缘子Ⅱ抵接。

所述壳体的外壁两端布置第一螺纹台阶以及第二螺纹台阶，用于与待对接的公头低PIM射频连接器配合连接。

所述环槽的外径小于第五腔的内径。

所述连接件Ⅰ为压套Ⅰ，连接件Ⅱ为压套Ⅱ，压套Ⅰ和压套Ⅱ的结构和尺寸相同，压套Ⅰ位于第一腔内且压套Ⅰ的端面抵接于第一台阶，压套Ⅰ与壳体过盈配合，压套Ⅱ位于第四腔内且压套Ⅱ的端面抵接于第四台阶，压套Ⅱ与壳体过盈配合。

所述压套Ⅰ和压套Ⅱ结构和尺寸完全一致，中心腔为六瓣开槽弹性收口结构，待对接的公头低PIM射频连接器外导体插入此腔体中进行电气互联。

所述压套Ⅰ和压套Ⅱ相对于壳体的过盈尺寸量为0.01～0.03mm。有利于控制压套Ⅰ、压套Ⅱ外径与壳体内圆的接触压力和接触面积，有效降低了在高低温下大功率作业时连接器产生的无源互调电平。

所述压套Ⅰ、压套Ⅱ进入壳体内时，推动力矩为5.0N·cm～8.0N·cm。有利于控制压套Ⅰ、压套Ⅱ前端端面与壳体内第一台阶、第四台阶之间的接触压力和接触面积，有效降低了在高低温下大功率作业时连接器产生的无源互调电平。

所述壳体外设置有散热片，散热片包括套筒和多个鳍片，套筒通过导热胶粘接于壳体外表面，鳍片位于套筒的外表面，相邻鳍片之间的间距为3～8mm。该鳍片间距下，能确保自然对流顺利。

优选的，所述鳍片数量为4片。

优选的，所述散热片表面可做耐酸铝(Alumite)或阳极处理，可以增加辐射性能而增加散热片的散热效能。

所述套筒的外表面从中间到两端，直径逐渐减小。使得套筒的表面中部突起，可增加散热面积，这种结构能够保证在高温+150℃下，连接器可以承受千瓦以上的大功率作业，其散热性能能保证连接器内部绝缘支撑不受损伤，且有利于降低连接器在高低温下大功率作业时连接器产生的无源互调电平。

所述压套Ⅰ、压套Ⅱ及壳体、散热片的材料为无磁性铜合金，压套Ⅰ、压套Ⅱ及壳体、散热片采用非磁性涂覆工艺进行镀金得到镀金层，镀金层厚度为0.3～0.4mm。有利于抑制在高低温下大功率作业时无源互调电平尖峰的产生。

具体的，所述非磁性涂覆工艺可以为电镀金工艺。

综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

(1)本发明由于采用了双介质支撑绝缘锁紧方式实现连接器的结构高可靠性和性能高稳定性。

(2)本发明采用壳体外设置散热片的设计方式，实现真空大功率工作时散热可靠性，保证高低温时器件内部的温差值稳定，提高连接器的功率耐受能力。

(3)本发明设计了PIM抑制的材料选型、装配压力控制和镀层选择，极大的提高了产品整体的无源互调抑制性能，无源互调抑制能力可以达到-160dBc＠2*200W(-100℃～+150℃)。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中连接器的整体外形结构示意图；

图2为本发明连接器整体结构过壳体轴线的剖面结构示意图；

图3为本发明连接器整体结构爆炸结构示意图；

图4a为本发明绝缘子Ⅰ右侧示意图；

图4b为本发明绝缘子Ⅰ左侧示意图；

图5为本发明绝缘子Ⅱ示意图；

图6a为本发明绝缘子Ⅲ左侧示意图；

图6b为本发明绝缘子Ⅲ右侧示意图；

图7为本发明压套示意图；

图8a为本发明壳体外形结构示意图；

图8b为本发明壳体剖面示意图；

图9为本发明散热片示意图；

图10为本发明公头接电缆连接器整体结构剖面示意图；

附图标记说明：1、壳体；2、压套Ⅰ；3、绝缘子Ⅰ；4、散热片；5、绝缘子Ⅱ；6、绝缘子Ⅲ；7、插孔；8、压套Ⅱ；

71、收口结构；72、凹陷台阶；

11、第一螺纹台阶；12、外壁、11、第二螺纹台阶；

13、第一台阶；14、第二台阶；15、第三台阶；16、第四台阶；

171、第一腔；172、第二腔；173、第三腔；174、第四腔；

51、环槽；52、装配槽；

31、右侧台阶；32、左侧台阶；

61、左侧第一台阶；62、左侧第二台阶；63、右侧第一台阶；

41、套筒；42、鳍片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：

本申请实施例公开一种真空大功率低PIM射频连接器。

如图1、2、3所示，一种真空大功率低PIM射频连接器，该连接器为母头连接器，包括同轴的壳体1、连接件Ⅰ、绝缘子Ⅰ3、散热片4、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6、插孔7和连接件Ⅱ，绝缘子Ⅰ3、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6，位于壳体1内且沿着壳体1轴线依次设置，绝缘子Ⅰ3和绝缘子Ⅲ6的材料为聚四氟乙烯绝缘子Ⅱ5的材料为聚醚酰亚胺，插孔7穿过绝缘子Ⅰ3、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6，插孔7两端用于与公头电气互联；连接件Ⅰ和连接件Ⅱ位于壳体1的两端，用于将绝缘子Ⅰ3、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6固定在壳体1内，且与公头配合连接，散热片4置于壳体1。采用了双介质支撑绝缘锁紧方式实现连接器的结构高可靠性，有利于大功率工作时抑制无源互调效应的产生，实现真空大功率工作时散热可靠性，保证高低温时器件内部的温差值稳定，提高连接器的功率耐受能力。

如图3所示，插孔7双端具有中心孔，中心孔为四瓣开槽弹性收口结构71，待对接的公头低PIM射频连接器的插针插入此中心孔中进行电气互联，插孔中间具备凹陷台阶72。

如图8a所示，壳体1外壁包括顺序布置的第一螺纹台阶11、外壁12以及第二螺纹台阶11；如图8b所示，壳体内的台阶包括顺序布置的第一台阶13、第二台阶14、第三台阶15及第四台阶16，壳体内腔包括顺序布置的第一腔171、第二腔172、第五腔、第三腔173及第四腔174，第一腔171和第二腔172之间为第一台阶13，第二腔172和第五腔之间为第二台阶14，第五腔和第三腔173之间为第三台阶15，第三腔173和第四腔174之间为第四台阶16，第一腔171、第二腔172、第五腔的内径逐渐减小，第一腔171和第四腔174内径相等，第二腔172和第三腔173内径相等。

如图5所示，绝缘子Ⅱ5为对称的圆柱体，绝缘子Ⅱ5卡设于凹陷台阶72，绝缘子Ⅱ5的两端面均挖同样深度的环槽51，环槽51的外径小于第五腔的内径；绝缘子Ⅱ5的端面与第二台阶14抵接；通过切片工具沿绝缘子Ⅱ5轴线进行切开得到装配槽52，装配槽沿着绝缘子Ⅱ的轴线方向贯穿绝缘子Ⅱ，装配槽从绝缘子Ⅱ的边缘贯穿绝缘子直径的四分之三至五分之四，轻轻掰开装配槽52，即可将套装绝缘子Ⅱ5套装于中间凹陷台阶72上。

如图4a、4b所示，绝缘子Ⅰ3位于绝缘子Ⅱ5背离第二台阶14的一端；绝缘子Ⅰ3设置有右侧台阶31，绝缘子Ⅰ3在右侧台阶31朝向绝缘子Ⅱ5的部分直径减小且刚好卡设于环槽51内，绝缘子Ⅰ3背离绝缘子Ⅱ5的端部设置有左侧台阶32，绝缘子Ⅰ3在左侧台阶32背离绝缘子Ⅱ5的部分直径减小，使得连接件Ⅰ能够安装于绝缘子Ⅰ3和壳体1之间，连接件Ⅰ的端部抵接于左侧台阶32，绝缘子Ⅰ3装入第二腔172并与第二腔172间隙配合。

如图6a、6b所示，绝缘子Ⅲ6与第三台阶15和绝缘子Ⅱ5抵接，绝缘子Ⅲ6设置有左侧第一台阶61、左侧第二台阶62和右侧第一台阶63，右侧第一台阶63、左侧第二台阶62和左侧第一台阶61沿着绝缘子Ⅲ6朝向绝缘子Ⅱ5的轴线方向依次设置；沿着绝缘子Ⅲ6朝向绝缘子Ⅱ5的轴线方向，绝缘子Ⅲ6跨过左侧第二台阶62和左侧第一台阶61的部分直径依次减小，使得绝缘子Ⅲ6在左侧第一台阶61朝向绝缘子Ⅱ5的部分刚好卡设于环槽51内，绝缘子Ⅲ6在左侧第二台阶62和左侧第一台阶61之间的部分与第五腔的内壁抵接，左侧第二台阶62与第三台阶15抵接；绝缘子Ⅲ6在右侧第一台阶63背离绝缘子Ⅱ5的部分直径减小，使得连接件Ⅱ能够安装于绝缘子Ⅲ6和壳体1之间，连接件Ⅱ的端部抵接于右侧台阶31；绝缘子Ⅲ6装入壳体1内第三腔173并与第三腔173间隙配合。

如图7所示，连接件Ⅰ和连接件Ⅱ分别为压套Ⅰ2和压套Ⅱ8，压套Ⅰ2和压套Ⅱ8结构和尺寸完全一致，中心腔为六瓣开槽弹性收口结构21，压套Ⅰ2和压套Ⅱ8分别压装入壳体1内，压套Ⅰ2及压套Ⅱ8与壳体1内腔分别为过盈配合，压套Ⅰ2和压套Ⅱ8将绝缘子Ⅰ3、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6稳定固定于壳体1内，本实施例中，压套Ⅰ2和压套Ⅱ8与壳体1的过盈量为0.005～0.02mm，压套Ⅰ与壳体内第一腔171紧贴，压套Ⅱ与壳体内第四腔174紧贴，且压套Ⅰ2的端面抵接于第一台阶13，压套Ⅱ8的端面抵接于第四台阶16。本实施例中，使用力矩推杆推动压套Ⅰ2、压套Ⅱ8进入壳体1内时，推动力矩为3～4N·cm。

如图9所示，散热片4包括套筒41和多个鳍片42，套筒41通过导热胶粘接于壳体1外表面，套筒41的外表面从中间到两端，直径逐渐减小，鳍片42位于套筒41的外表面且与套筒41同轴，相邻鳍片42间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利，本实施例中鳍片42数量为4片，相邻鳍片42间格需为3～8mm，散热片选用的材料为无磁性铜合金，散热片表面做耐酸铝(Alumite)或阳极处理。

压套Ⅰ2、压套Ⅱ8及壳体1的材料为无磁性铜合金，压套Ⅰ2、压套Ⅱ8及壳体1、散热片4采用非磁性涂覆工艺进行镀金得到镀金层，镀金层厚度为0.38mm。

如图10所示，公头连接器的界面采用全填充式绝缘支撑，可以与本发明实施例中的母头连接器进行配合使用，极大的提高了产品整体的无源互调抑制性能和真空功率耐受性能。

下面描述本发明真空大功率低PIM射频连接器的装配过程：

绝缘子Ⅱ5沿着装配槽52轻轻掰开套装在插孔7的凹陷台阶72上，注意不要损伤绝缘子Ⅱ5，将绝缘子Ⅱ5和插孔7共同装入壳体1内，装入前注意绝缘子Ⅱ5和插孔7在壳体内的装入方向，必须从内部台阶较深处的一侧装入第二腔172，当装入到位时，绝缘子Ⅱ5正好紧贴到壳体1的第二台阶14处，插孔7两端口距离壳体1两端口的位置基本一致，插孔7两端的收口结构71均不能突出壳体1。

将绝缘子Ⅰ3及绝缘子Ⅲ6分别装入壳体内第二腔172和第三腔173，装入前注意绝缘子Ⅰ3和绝缘子Ⅲ6的区别，绝缘子Ⅲ6相比绝缘子Ⅰ3多了一个凹陷的台阶，主要是为了和壳体1的第三台阶15配合。因此，必须注意绝缘子Ⅰ3及绝缘子Ⅲ6在壳体1内的装入方向，

绝缘子Ⅰ3及绝缘子Ⅲ6与壳体1内腔均为间隙配合，必须将绝缘子Ⅰ3装入绝缘子Ⅱ5所在的一侧，需装配到位，将绝缘子Ⅲ6装入壳体1内台阶所在的一侧，需装配到位，当装配到位时，绝缘子Ⅰ3与壳体1的端面相对平行，绝缘子Ⅲ6与壳体1的端面相对平行。绝缘子Ⅰ3装入壳体内绝缘子Ⅱ5所在的一侧，与壳体内第二腔172紧贴，绝缘子Ⅲ6装入壳体1内第三台阶15所在的一侧，与壳体内第三腔173紧贴，当装配到位时，绝缘子Ⅰ3与壳体1的端面相对平行，绝缘子Ⅲ6与壳体1的端面相对平行。

当安装到位时，绝缘子Ⅱ5紧贴壳体1内第一台阶13；绝缘子Ⅰ3右侧台阶紧贴绝缘子Ⅱ5内凹槽，绝缘子Ⅲ6从另一方向与壳体1内第三台阶15接触，压套Ⅰ2与壳体1内第一台阶13及绝缘子Ⅱ5左侧台阶接触，压套Ⅱ8与壳体1内第四台阶16及绝缘子Ⅲ6右侧台阶接触；并且，当安装到位后，壳体1、压套Ⅰ2、绝缘子Ⅰ3、散热片4、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6、插孔、压套Ⅱ8以及散热片4的中心线均在同一轴线上。

将压套Ⅰ2及压套Ⅱ8分别压装在壳体1内，压套Ⅰ2及压套Ⅱ8尺寸完全一致，压套Ⅰ2及压套Ⅱ8与壳体1内腔分别为过盈配合，压套Ⅰ2与壳体1内第一腔171紧贴，压套Ⅱ8与壳体1内第四腔174紧贴；

将壳体1外壁12涂上耐高温的导热胶，将散热片4套装在壳体1外壁上，通过高温固化后，散热片4内壁可以牢固粘贴在壳体外壁12上。

本发明的实施原理为：通过不同材质的双介质的绝缘子Ⅰ3、绝缘子Ⅱ5、绝缘子Ⅲ6支撑绝缘锁紧方式的特殊结构的配合、以及散热片4的设置、连接器的材料和镀层的设置，使得该连接器有高散热能力，并在较宽的温度范围内都具有良好的机械强度，提高了连接器在高低温环境下工作时性能的稳定性，提高在真空环境下耐高功率抑制放电的能力，同时抑制高电平无源互调效应的产生。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种真空大功率低PIM射频连接器，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)内部中空；

绝缘子Ⅰ(3)、绝缘子Ⅱ(5)、绝缘子Ⅲ(6)，位于壳体(1)内且沿着壳体(1)轴线依次设置；

插孔(7)，穿过绝缘子Ⅰ(3)、绝缘子Ⅱ(5)、绝缘子Ⅲ(6)，两端用于与公头电气互联；

连接件Ⅰ和连接件Ⅱ，设置于壳体(1)的两端，用于将绝缘子Ⅰ(3)、绝缘子Ⅱ(5)、绝缘子Ⅲ(6)固定在壳体(1)内，且与公头配合连接；

插孔(7)的周向开设有环形的凹陷台阶(72)，绝缘子Ⅱ(5)卡设于凹陷台阶(72)，绝缘子Ⅱ(5)的两个端面开设有环槽(51)，绝缘子Ⅰ(3)和绝缘子Ⅲ(6)抵接于绝缘子Ⅱ(5)的端面与环槽(51)相适配，绝缘子Ⅱ的剖面为“工”字形；

所述绝缘子Ⅱ(5)开设有装配槽(52)，装配槽(52)沿着绝缘子Ⅱ(5)的轴线方向贯穿绝缘子Ⅱ(5)，装配槽(52)从绝缘子Ⅱ(5)的边缘贯穿绝缘子直径的四分之三至五分之四；

所述绝缘子Ⅰ(3)和绝缘子Ⅲ(6)的材料为聚四氟乙烯，绝缘子Ⅱ(5)的材料为聚醚酰亚胺；

所述壳体(1)内腔包括顺序布置的第一腔(171)、第二腔(172)、第五腔、第三腔(173)和第四腔(174)，第一腔(171)、第二腔(172)、第五腔的内径逐渐减小，第一腔(171)和第四腔(174)内径相等，第二腔(172)和第三腔(173)内径相等；

第一腔(171)、第二腔(172)、第五腔、第三腔(173)和第四腔(174)的5个腔室中，相邻两个腔室之间依次形第一台阶(13)、第二台阶(14)、第三台阶(15)及第四台阶(16)；

绝缘子Ⅱ(5)的端面与第二台阶(14)抵接；

绝缘子Ⅰ(3)位于绝缘子Ⅱ(5)背离第二台阶(14)的一端；

绝缘子Ⅲ(6)与第三台阶(15)和绝缘子Ⅱ(5)抵接；

所述环槽(51)的外径小于第五腔的内径；

所述连接件Ⅰ为压套Ⅰ(2)，连接件Ⅱ为压套Ⅱ(8)，压套Ⅰ(2)位于第一腔(171)内且压套Ⅰ(2)的端面抵接于第一台阶(13)，压套Ⅰ(2)与壳体(1)过盈配合，压套Ⅱ(8)位于第四腔(174)内且压套Ⅱ(8)的端面抵接于第四台阶(16)，压套Ⅱ(8)与壳体(1)过盈配合；

所述压套Ⅰ(2)和压套Ⅱ(8)相对于壳体(1)的过盈尺寸量为0.01~0.02mm；

所述压套Ⅰ(2)、压套Ⅱ(8)进入壳体(1)内时，推动力矩为5.0N·cm~8.0N·cm；

所述壳体(1)外设置有散热片(4)，散热片(4)包括套筒(41)和多个鳍片(42)，套筒(41)通过导热胶粘接于壳体(1)外表面，鳍片(42)位于套筒(41)的外表面，相邻鳍片(42)之间的间距为3~8mm；所述套筒(41)的外表面从中间到两端，直径逐渐减小；

所述压套Ⅰ(2)、压套Ⅱ(8)及壳体(1)、散热片(4)的材料为无磁性铜合金，压套Ⅰ(2)、压套Ⅱ(8)及壳体(1)、散热片(4)采用非磁性涂覆工艺进行镀金得到镀金层，镀金层厚度为0.3~0.4mm。