CN117616647A - 具有rf阻抗元件的电连接器组件 - Google Patents

Abstract

一种连接器和与该连接器一起使用的屏蔽环，包括具有护罩和中心导体的公头部段以及具有插孔和插座的母头部段，该插座定位为接收中心导体。导电屏蔽环定位在配合的连接器部段之间。屏蔽环具有主体，该主体被配置为围绕母头部段插孔的柔性尖齿并且被配置为捕获在尖齿与护罩之间，以提供在连接器的公头部段与母头部段之间的接地路径。屏蔽环主体具有带有直径的内表面和带有直径的外表面，并且具有在屏蔽环主体的远端上形成的锥形部段，用于接合护罩的表面。屏蔽环主体具有在近端处径向地向内延伸的唇部，用于当连接器的公头部段和母头部段配合时接合母头部段的尖齿。

Description

具有RF阻抗元件的电连接器组件

技术领域

本发明总体上涉及连接器领域，并且具体地涉及同轴电连接器。本发明涉及SMP或类似的同轴连接器的RF屏蔽性能，以及防止配合时母头/阴型连接器相对于公头/阳型连接器摇动。

背景技术

通常，与等同的螺纹同轴连接器相比，卡扣式或推入式同轴连接器如SMP连接器曾遇到过RF屏蔽性能问题。此类推入式连接器通常沿着连接器的母头部段的长度包括柔性尖齿或指部。柔性尖齿由沿着母头连接器主体的长度制造的凹槽形成，以促进尖齿构件的自由弯曲，使得它们可以在联接(卡入)期间移位。各种类型的卡入式或推入式连接器都存在此类情况和RF屏蔽问题，包括但不限于SMP、SMPM、WMP、GPO、GPPO、G4PO、#12、#14和#8连接器和触点。

推入式或卡入式同轴连接器还可能呈现轴向不对准的风险，如在高密度应用中，其中它们采用具有特定螺距公差的联动配置。此类轴向不对准可能对连接器造成损坏，从而导致信号性能下降。不对准还导致错配情况，其中连接器的EMI屏蔽无法按预期工作。

为了解决屏蔽问题，为卡入式连接器设计了电磁干扰(EMI)环元件，并用于改善RF屏蔽性能以及还确保轴向对准。此类功能可以用一个或多个环元件实现。通常，现有环元件的内径紧贴母头连接器主体的尖齿的外径。通常，在尖齿与EMI环元件之间小到几乎没有间隙。这样做是为了确保凹槽被机械覆盖并提供支撑，使得环元件可以用作防摇环以及RF屏蔽。虽然与根本没有环相比，现有的环设计在一定程度上改善了轴向对准并提供了一些RF屏蔽性能改善，但仍然需要满足各种行业要求。如果环元件用在光滑的孔止动件中，则尤其如此。

图1A、图1B和图1C示出了使用EMI环12的连接器10的示例，该EMI环代表本领域中现有的环元件。当这种设计安置并实施到如图1A所示的推入式连接器中时，其具有减小的远端外径半径17，并且因此可能不会一致地接触连接器部段6的公头护罩16。此类安置将取决于护罩的止动件，例如其是否是光滑的孔、受限的止动件、或完整的止动件。它还取决于连接器部件之间的堆叠公差。在现有设计中，无法一致地安置并接触公头连接器护罩，导致由于接地路径损耗造成的RF屏蔽性能下降。屏蔽性能下降可能只是由于错配而导致环无法正确地屏蔽尖齿。而且，虽然这样的现有环在一定程度上可以在一种或两种止动件变体中起作用，但它通常不适用于所有三种。

另外，当利用如图1B所示的现有环设计时，在母头尖齿24与EMI环的ID之间没有间隙。当各种不同的连接器部段处于错配情况时，这防止环适当地调节。而且，由于在环12的内径与尖齿24的外径之间没有间隙，因此不可能产生能够反射并防止传播能量离开连接器部段6、8的内部电路的高阻抗区段，并且因此当考虑隔离或RF屏蔽时，很容易允许杂散RF信号进出电缆组件。

对于这些应用，期望为推入式连接器设计改善射频屏蔽性能的优化的EMI环。还期望具有一种EMI环和连接器设计，其容易地通过行业规范，同时维持抗摇动特征，即使在错配的情况下，该抗摇动特征也维持其性能。此类设计将解决行业中存在的潜在性能问题。此外，与现有技术相比，无论配合止动装置如何都能够实现这种改善的EMI环将是有利的并且是高度期望的。

发明内容

连接器和与该连接器一起使用的屏蔽环包括具有护罩和中心导体的公头/阳型部段以及具有插孔和插座的母头/阳型部段，该插孔具有柔性尖齿，该插座定位为接收中心导体。公头部段和母头部段配置为配合在一起以提供电连接。导电屏蔽环定位在配合的连接器部段之间。屏蔽环具有主体，该主体被配置为围绕母头部段的柔性尖齿并且被配置为捕获在尖齿与护罩之间，以提供在连接器的公头部段与母头部段之间的接地路径。屏蔽环主体具有带有直径的内表面和带有直径的外表面，并且具有在屏蔽环主体的远端上形成的锥形/缩窄部段，用于接合护罩的表面。屏蔽环主体具有在近端处径向地向内延伸的唇部，用于当连接器的公头部段和母头部段配合时接合母头部段的尖齿。

附图说明

应当理解的是，附图不一定按比例绘制，呈现了说明本发明基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所公开的操作序列的具体设计特征，包括例如各种所示部件的具体尺寸、朝向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。所示实施例的某些特征相对于其他特征已被放大或扭曲，以促进可视化和清晰理解。特别地，例如为了清楚或说明，薄特征可以被加厚。

图1A是示出使用现有EMI屏蔽环设计的电连接器组件的分解截面图。

图1B是示出使用图1A的EMI屏蔽环设计的连接的电连接器组件的截面图。

图1C是图1A的EMI环的侧视图。

图2A是示出使用根据本发明实施例的EMI屏蔽环设计的电连接器组件的分解透视图。

图2B是示出使用根据本发明实施例的EMI屏蔽环设计的连接在一起的电连接器组件的透视图。

图3是使用根据本发明的图2A的EMI屏蔽环设计的电连接器组件的截面分解图。

图3A是在图3的区段3A处的增强视图，示出了图2A的EMI屏蔽环设计的特征。

图3B是在图3的区段3B处的增强视图，示出了图2A的EMI屏蔽环设计的特征。

图3C是图2A的EMI屏蔽环设计的侧视图。

图4是使用根据本发明的图2A的EMI环设计的连接的电连接器组件的截面图。

具体实施方式

出于说明的目的，图1A、图1B和图1C示出了推入式或卡入式连接器组件5和EMI环12的示例，该EMI环代表本领域中现有的环元件。连接器组件5是通用推入式连接器的代表，并且包括具有公头插脚或中心导体7的公头部段6以及具有用于接收插脚7的母头插座9的母头部段8。母头部段8被示出为耦接到适当的电缆10。公头部段6还可以与电缆(未示出)耦接。示出的连接器组件5不是限制性的，并且公头部段6或母头部段8中的一者或两者可以以其他方式布置或安装，如布置或安装在电路板上。相应地，本发明不限于其中所实施的连接器和连接器部段的布置。

根据推入式连接器组件，公头部段6和母头部段8被配置为被推到一起以形成完整的连接，其中插脚7被插座9接收并且母头部段8的柔性尖齿24被接收到公头部段6的公头护罩16中，如本文所讨论的。通常，如图1A所示，插脚7和插座9被适当的绝缘元件11、13围绕，以将连接器组件的中心导体元件与外尖齿24或护罩16隔离。尖齿24和护罩16形成每个连接器部段6、8的外导体。取决于推入式连接器组件的类型，护罩16可以在插座31中形成止动件36，用于接收柔性尖齿24的扩口端部38。端部38卡入止动件36中以安置并固定两个连接器部段6、8，如图1B所示。

EMI环12具有主体，该主体在近端处具有外径15并且在远端处具有减小的外径14。环中的锥形件或锥形部段17通过锥形半径18从近端直径15缩窄到远端直径14。远端外径半径19促进插入到公头护罩16中。护罩16围绕插脚7并形成插座31用于接收母头部段8，如图1B所示。凹槽20在实心环12中形成用于压缩该环，如图1C所示。环12被捕获在公头部段6与母头部段8之间。具体地，环12围绕连接器的母头部段8的柔性尖齿24并且与尖齿24一起插入到由公头部段6的公头护罩16形成的插座31中。

如图1B的截面所示，环12还具有一定的截面厚度26，该厚度通过内径锥部30从近端内径28缩窄到较小的远端内径29。这种现有的环设计，如图1B所示，当将环12安置在连接器的安置平面32中时出现屏蔽问题。更具体地，如图1B所示，当环12安置在公头护罩中时，近端处的环可以不接触公头护罩16。环12的此类安置将取决于护罩16的止动件，例如其是否是光滑的孔、受限的止动件、或完整的止动件。安置还取决于连接器部件之间的堆叠公差。环12无法一致地安置并接触公头连接器护罩16，导致由于接地路径损耗造成的RF屏蔽性能下降。由于错配，下降的屏蔽方面可能无法简单地按预期屏蔽尖齿14。而且，虽然如图1A中示出的这样的环12可以在一定程度上在一种或两种止动件变体中起作用，但它不适用于所有三种变体。

另外，由于远端内径29和外径14减小，在母头尖齿24与EMI环12的内径29之间有非常小的间隙或没有明显的间隙，如图1B所示。这防止了当连接器16、22处于错配情况时环12无法适当调节。而且，由于在环的内径29与尖齿24的外径34之间没有间隙，因此几乎不可能产生可以反射并防止传播能量离开连接器的内部电路的高阻抗特征。因此，当考虑隔离或RF屏蔽时，所示出的现有解决方案因此容易允许杂散射频信号进入或离开电缆组件。

图2至图4示出根据本发明的实施例的EMI屏蔽环结构。EMI屏蔽环结构或环50由Be-Cu或类似的柔性金属或合金组成。然后环50涂覆有一层或多层(未示出)金或类似的高电导率金属或合金。环50解决了现有技术的各种缺陷并且接触同轴连接器的母头部段的主体以限制连接器的母头部段相对于公头部段的摇动。屏蔽环50包括唇部，该唇部允许连接器组件51更好的接触和平滑的配合/分离，并且允许连接器部段在配合时相对于彼此旋转。

参考图2A，示出了用于利用本发明的EMI环50的推入式连接器组件51。具体地，连接器组件51包括公头部段或主体54和母头部段或主体52，它们可以被推在一起或卡扣在一起以产生电连接。两个连接器部段52、54合在一起并将EMI环50捕获在其之间，如图2B所示。母头连接器部段52被示出为附接到电缆56，而公头部段54被示出为具有接口58，该接口可以与适当的信号导体耦接，所述信号导体包括电缆、印刷电路板或其他信号承载介质。连接器的公头和母头部段中的每一个的不同形状因子或实施方式，或者用于安置环50的推入式/卡入式连接器的类型不限制于本发明，也不限制于示出的实施例。

总体而言，利用本发明的EMI环50的推入式连接器51是同轴连接器，并且包括公头部段，该公头部段具有被合适的绝缘层66分隔开的内导体或中心导体或插脚64以及呈公头护罩76形式的外导体，如图3所示。如图2A所示，母头部段52耦接到具有被绝缘体62包围的中心导体60的电缆56。电缆56中的中心导体和绝缘体连同外导体(未示出)被合适的绝缘体57包围以构成成品电缆。电缆的中心导体60与被适当的绝缘体72包围的母头部段52的插座70耦接，并且电缆的外导体与连接器插孔75的母头主体耦接。插孔75包括多个柔性尖齿74，如本领域关于推入式连接器配置众所周知的。

参考图3，公头连接器部段54包括护罩76，该护罩形成插座78以容纳插脚64和绝缘体66。如上所述，护罩、插座和插脚可以被实施为多种连接器形状因子并且可以例如与电缆和电路板连接件一起使用。因此，本发明的EMI环50不限于如上所述的特定的推入式连接器布置。护罩76的插座78被配置为接收连接器的母头部段52的柔性尖齿74，而中心插脚64被接收到母头连接器部段52的插座70中。图2A至图4中示出的实施例包括止动件80，该止动件接收柔性尖齿74的扩口端82，该柔性尖齿构成连接器的母头部段52的插孔75。本发明可以与使用不同止动系统的连接器一起使用，如完全止动、受限止动和光滑孔，具有相应的接合/脱离力的水平。因此，本发明可以与各种不同的推入式和卡入式配合方式一起使用。

如图3所示，EMI屏蔽环50具有限定内径D1的内表面100。屏蔽环50还包括限定OD或外径D2的外表面102。直径之间的差异限定了环的厚度。根据本发明的一个特征，EMI屏蔽环50的厚度和外径被优化以产生高阻抗腔，如本文所讨论的，这将通过将任何逃逸信号反射回基于传输线阻抗变化的连接器及相关电路来提高环50的RF屏蔽性能。主体的厚度还允许通过弯曲来调节环，使得即使在连接器组件中稍微未对准，它也能保持其接地路径。也就是说，EMI环50的厚度和其中形成的凹槽53(参考图3C)被优化用于合适的配合力和耐久性，以及为高阻抗腔提供外导体，该高阻抗腔被优化以将RF信号反射回组件内部电路。环50的主体厚度还允许弯曲以帮助在配合期间对准连接器以及提供与配合护罩76的更多电接触，即使稍微错配也是如此。本发明的环的这一特征与当前现有技术中特征为具有有限柔性的重体不同。根据本发明的实施例，环50具有在0.004-0.008英寸范围内的厚度，凹槽具有在0.020-0.040英寸范围内的宽度W。屏蔽环主体具有在0.07至0.08英寸范围内的长度。

EMI屏蔽环50包括相对于母头连接器部段52和尖齿74限定的近端104和远端106，EMI屏蔽环安置在该尖齿上。环50的厚度为使得其足够薄以允许与母头部段52容易地插入公头护罩76中，如图4所示。

根据本发明的一个特征，EMI屏蔽环包括位于EMI屏蔽环50的远端106处的锥形部段110。如图3A的分解图所示，锥形部段110由远端末梢半径112、锥形区段114和远端外径半径116限定。在本发明的一个实施例中，远端末梢半径112可以具有在0.001-0.008范围内的半径。类似地，远端外径半径116可以具有在0.010-0.030范围内的半径。如图3所示，锥形区段114以相对于连接器51的纵向轴线L在27-35范围内的角度θ延伸。远端外径上的锥形区段114具有用于电接地到配合护罩76的优化角度。锥形区段的尺寸和角度被优化以与公头护罩中的相应锥形区段77进行电接触，如图4所示。锥形区段77在所有止动件中是总体一致的，并且因此无论配合止动件如何，使用环50的RF屏蔽性能都得到改善。这使得不同连接器配置中的所有止动件的RF屏蔽性能保持一致。如本文所讨论的远端锥形区段114和远端末梢半径112以及近端内径唇部120提供接地，其用于屏蔽杂散信号免于进入内部电路以获得最佳隔离性能。

如图3B所示，EMI屏蔽环50还包括在环的近端104处形成的唇部120。唇部120在环50中朝向中心或纵向轴线L径向地向内延伸，并且包括内径半径122。近端104的内径上的唇部120接触母头连接器部段52的主体或尖齿74以限制连接器的母头部段相对于公头部段54的摇动。近端唇部120还接触母头连接器部段52的安置平面142，这提供了电接地和稳定性。唇部的内径半径122在0.001-0.008的范围内。

唇部120还包括在近端104处的外径半径124。近端唇部在内径上具有半径122，并且在唇部的外径上具有半径124，以允许更容易的安装以及增加的电接触。唇部120具有在远端106上的半径112和在近端104上的半径122，以允许连接器部段52、54的更好的接触和平滑的配合/分离。近端104处的外径半径124可以在0.001-0.008的范围内。如图3B所示，近端唇部120在屏蔽环50中径向地向内延伸距离D，用于接合母头部段52的尖齿74。近端唇部的距离D或长度可以在与环50的内径或内表面100相距0.001-0.012英寸的范围内。近端唇部120具有半径122以允许更容易的安装以及增加的电接触。EMI环还具有近端外径半径124，以允许连接器相对于彼此旋转并允许调节环以获得最佳EMI屏蔽和防摇动性能。

当环安置在连接器51中且母头部段52安置在或推入公头部段插座78中时，唇部120在内径122处与母头部段52接触，如图4所示。具体地，当EMI屏蔽环50被捕获在连接器组件的各部段之间时，唇部120接触柔性尖齿74的基部140。唇部120抵靠母头部段52的肩部144，该肩部限定用于配合的连接器部段52、54的安置平面142。唇部120接触连接器的母头部段52并限制母头部段52相对于公头部段54的摇动。在屏蔽环的近端104上形成的半径124和在环的远端106上形成的半径112允许在母头连接器部段52与公头连接器部段54之间的更好的接触以及更平滑的配合和分离。此外，这些半径允许连接器部段在它们配合时相对于彼此旋转，如图4所示。

参考图3C，环50还具有沿着其长度L的凹槽53，该凹槽允许其压缩以便平滑地配合/分离以及允许远端106相对于近端104弯曲，这将有助于轴向对准同时保持与护罩76电接触。凹槽可以具有如上所述的宽度W。

参考图4，当连接器部段52、54和环50耦接在一起时，唇部120接触尖齿74，如图4中的区域152所示，并且锥形区段114接触护罩的表面77，如区域150所示，并且无论对准如何始终保持接触。环的这种接触作用为重新对准任何未对准的连接器，并提供抗摇动能力。如图4的安置位置所示的环50的厚度允许弯曲，即使连接器部段52、54稍微错配，这也提供适当的电接地路径。锥形区段114与止动件表面77之间的接触导致维持高阻抗扼流腔，如图4中的区域154所示。由于EMI环50的锥形区段114保持了接触和扼流腔，因此使用本发明的环50，止动件的类型没有显著的相关性。

虽然本发明已经通过对其实施例的描述来进行说明，并且虽然已经以大量细节对这些实施例进行了描述，但是申请人无意将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制于此类细节。额外的优点和修改对于本领域的技术人员将容易地看出。因此，本发明在其更广泛的方面不限于代表具体细节的设备和方法，以及示出和描述的说明性示例。相应地，可以从这样的细节出发而不会偏离申请人的总体发明概念的精神或范围。

Claims (15)

1.一种连接器，包括：

公头部段，包括形成的护罩和定位在所述护罩中的中心导体；

母头部段，包括具有柔性尖齿的插孔以及包括插座，所述插座定位在所述插孔中并且被配置为接收所述公头部段的所述中心导体，所述公头部段和所述母头部段被配置为配合在一起以提供电连接；

具有主体的导电屏蔽环，所述主体被配置为围绕所述母头部段的所述柔性尖齿并且被配置为被捕获在所述母头部段的尖齿与所述公头部段的所述护罩之间，以当所述连接器的所述公头部段与所述母头部段配合时提供在它们之间的接地路径；

所述屏蔽环主体具有带有直径的内表面和带有直径的外表面，并且具有在所述屏蔽环主体的远端上形成的锥形部段，用于接合所述护罩的表面；

所述屏蔽环主体具有在所述屏蔽环的近端处径向地向内延伸的唇部，用于当所述连接器的所述公头部段和所述母头部段配合时接合所述母头部段的所述尖齿。

2.如权利要求1所述的连接器，进一步包括所述护罩中的倒角表面，所述屏蔽环的所述锥形部段被配置为邻接所述倒角表面。

3.如权利要求1所述的连接器，其中，所述唇部被配置为当所述母头部段和所述公头部段配合时接合所述母头部段的所述尖齿的基部以将所述母头部段与所述公头部段固定。

4.如权利要求1所述的连接器，其中，所述唇部在所述屏蔽环中径向地向内延伸并终止于圆角端，所述唇部的所述圆角端被配置为在所述母头部段的所述尖齿上旋转，以使所述屏蔽环相对于所述公头部段护罩旋转。

5.如权利要求1所述的连接器，其中，所述锥形部段从所述屏蔽环主体的外径径向地向内倾斜，用于接合所述公头部段和护罩。

6.如权利要求5所述的连接器，其中，所述锥形部段由所述屏蔽环主体的所述外表面上的锥形区域形成，所述屏蔽环主体的所述外表面包括邻近所述锥形区域的至少一个圆角区段。

7.如权利要求6所述的连接器，其中，所述至少一个圆角区段包括在所述屏蔽环主体的所述远端处的圆角区段。

8.如权利要求6所述的连接器，其中，所述至少一个圆角区段包括在所述屏蔽环主体的所述远端处与所述锥形区域耦接的外径圆角区段。

9.如权利要求1所述的连接器，其中，所述屏蔽环主体在所述屏蔽环主体的大部分长度上具有大致均匀的厚度。

10.如权利要求9所述的连接器，其中，所述屏蔽环主体的厚度在0.004至0.008英寸的范围内。

11.如权利要求1所述的连接器，所述屏蔽环主体的所述锥形部段接合所述母头部段的所述尖齿并在所述配合的连接器部段中形成高阻抗腔。

12.如权利要求1所述的连接器，其中，所述屏蔽环的所述主体包括在其中形成的凹槽，用于当所述连接器的所述公头部段和所述母头部段配合时允许压缩所述主体。

13.如权利要求1所述的连接器，其中，所述屏蔽环主体具有在0.07至0.08英寸范围内的长度。

14.如权利要求1所述的连接器，其中，所述屏蔽环主体包括在所述屏蔽环主体的所述近端处的所述外表面中的圆角区段。在0.001至0.008英寸的范围内。

15.如权利要求1所述的连接器，其中，所述锥形部段以与所述屏蔽环主体的纵向轴线相距在27至35度范围内的角度从所述屏蔽环主体的外径径向地向内倾斜。