CN1652404A

CN1652404A - 同轴电缆连接器

Info

Publication number: CN1652404A
Application number: CN200510051767.8A
Authority: CN
Inventors: 弗兰克·赫林
Original assignee: Tyco Electronics Belgium EC BVBA
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2005-02-05
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2025-02-05
Also published as: CN100444465C; ATE542272T1; US20050250381A1

Abstract

本发明公开一种与同轴电缆端接的连接器，同轴电缆通常包括中心导体，环绕着中心导体的绝缘材料，以及环绕着绝缘材料的外导体。连接器包括中心触头，中心触头具有焊接到同轴电缆的中心导体的暴露出来的端部的焊接端部。中心触头的焊接端部具有接触表面，接触表面中形成有开口，该开口用于接收和焊接中心导体的暴露出来的端部。当中心导体的暴露出来的端部被插入到开口中时，接触表面可以与同轴电缆的绝缘材料的邻接表面接触。当绝缘体的邻接表面与接触表面接触时，由于焊料的流动会受到开口中截留的空气的阻碍，所以在接触表面上形成至少一个缺口以在开口和中心触头的外部之间提供通道。缺口允许截留的空气逸出，这样焊料的流动将不会受到阻碍。

Description

同轴电缆连接器

技术领域

本发明涉及一种用于端接同轴电缆端部的连接器，尤其是一种在连接器的中心触头和同轴电缆的中心导体之间具有改进电连接的连接器。

背景技术

同轴电缆已经广泛的用于电信工业中，用来传输射频信号。通常，同轴电缆包括一个中心导体，该中心导体由绝缘材料，导电外皮或是外导体包围着，该绝缘材料形成一个圆形的电介质，导电外皮或是外导体用于屏蔽中心导体。另外，用一个绝缘的保护外套覆盖外导体。同轴电缆通常被设计成在射频范围内传输高频或是宽带信号，并且具有最小的衰减。在内外导体之间用于形成电介质的绝缘材料对同轴电缆的电特性，例如阻抗和衰减特性有很大的影响。

为了确保最小的衰减，特别设计RF连接器与同轴电缆端接。这种连接器的主要的装配与同轴电缆的主要的装配是类似的，以获得类似的传输特性。通常，连接器包括一个与同轴电缆的中心导体连接的中心触头以及与同轴电缆的外导体连接的外触头。连接器的触头借助于绝缘体彼此绝缘。为了使传输的RF信号的反射最小化，连接器应具有与同轴电缆相同的阻抗。

上述类型的连接器已经在美国专利6,439,924中予以公开。简单的说，中心触头由绝缘体包围着，绝缘体顺序的由外触头包围着。连接器的中心触头在它的后端包括一个中心孔或是一个开口，该中心孔或是开口用于接收中心导体所暴露出来的端部分。通常，中心导体被焊接在中心孔中以确保最佳的电连接。可选择的是，中心导体可以机械地夹持在中心孔中。在焊接之前，将绝缘材料，外导体以及绝缘的外套撕掉以暴露出中心导体的端部。然后，孔中的焊料由于加热而液化，中心导体暴露出来的端部被插入到孔中。

虽然这种连接器确保了中心导体的可靠焊接，但是由于绝缘材料的邻接表面和中心触头的后端之间的缝隙，连接器还是具有一个不足的RF性能，暴露出来的部分从绝缘材料上突出出来。这样同轴电缆绝缘材料(电介质)和中心导体之间的缝隙对连接器的RF性能产生不利的影响。RF性能的一个标准是电压驻波比(VSWR)，其用于表示传输线以及它的负载之间的阻抗失配。

为了提高RF性能，中心导体可以一直被插入到中心触头的孔中，直到同轴电缆的绝缘材料的邻接面与中心导体的表面紧密接触为止。虽然这在很大程度上改善了VSWR值，但是已经注意到如此设计的连接器具有较差的焊接接合处。

发明内容

因此，本发明的一个目的是在中心触头和同轴电缆的中心导体之间提供一种具有可靠的焊接接合处的连接器。本发明的进一步的目的是提供一种具有增强的RF性能的连接器。

这些问题由一种用于同轴电缆的连接器来解决，该同轴电缆包括中心导体，围绕中心导体的绝缘材料，以及围绕绝缘材料的外导体，该连接器包括中心触头，该中心触头具有用于焊接到同轴电缆的中心导体的暴露出来的部分的焊接端部，该焊接端部具有接触表面，接触表面中形成有开口，该开口用于接收中心导体暴露出来的部分，当中心导体暴露出来的端部被插入到开口中时，接触表面与同轴电缆的绝缘材料接触，其中在接触表面上形成有至少一个缺口。

对所披露的公知连接器的上述问题的详细研究表明，孔中的截留的空气可能会使得焊接接合处存在问题。在焊接过程中，当通过挤压连接器的表面，同轴电缆的绝缘体密封孔时，液化的焊料的流动会受到孔中的截留空气的阻碍。由于流动受阻，液化的焊料不能浸湿孔的整个表面以及同轴电缆暴露出来的端部。这些导致了不良的电和机械连接。

由于在开口以及所述中心触头的外表面(中心触头的外部)之间由缺口提供有通道或是通路，即使当同轴电缆的绝缘材料与接触表面挤压时，优选的是同轴电缆的邻接表面与接触表面相挤压，截留的空气也能逸出。这保证了液化焊料的流动不会受到阻碍，并且确保中心触头和中心导体之间可靠的电和机械连接。由于在开口的入口处形成有缺口，所以在开口中不会有密封的或是封闭起来的腔，即在开口中不会有空气截留。缺口在尺寸上应该是足够大的，以防止当绝缘材料被挤压到接触表面上时，缺口被绝缘材料封住。

典型的是，外导体和绝缘材料被剥掉以暴露出中心导体的端部。该端部从绝缘材料的邻接表面上突出出来，该邻接表面是由剥皮形成的。然后，暴露出来的端部被插入到开口中，直到邻接表面与接触表面紧密接触为止。焊料可以在端部插入的过程中被涂覆或是在端部插入的过程之前被涂覆。被截留在开口中的空气可以通过缺口泄漏出来，即使在邻接表面与接触表面挤压接触时也可以泄漏出来。

另外，由于同轴电缆的绝缘体与中心连接器的接触表面紧密接触，连接器的RF性能得到了改善。为了限制所有的所不希望的对RF性能的影响，缺口需要保持在较小的尺寸。尤其是，开口的大部分边缘将与绝缘材料接触。换句话说，由缺口覆盖的接触表面部分应该比较小。

为了满足不同的需要，缺口的尺寸，数量以及形状都是可以改变的。此外，即使当接触表面包括两个或多个缺口时，由缺口覆盖的全部部分优选的也应该比较小，以避免所有的对RF性能不利的影响。

与在中心触头和同轴电缆的绝缘材料之间具有一个缝隙的连接器，如前面提到过的美国专利6,439,924相反，本发明的缺口提供一个规定好的开口，该开口用于泄漏截留的空气，而确保中心触头和绝缘材料之间的接触。由于缺口的存在，连接器和同轴电缆的组合变得容易了，因为不再需要同轴电缆的复杂的纵向校准来提供缝隙了。

根据本发明的另一方面，中心触头包括主体和插孔，插孔具有一个孔，该孔形成开口用于接收暴露出来的端部，由此，插孔的后端形成接触表面。插孔可以是圆柱形的或是插销形的，在向后的方向上从中心触头的主体突出出来。其他的形状也是可以的。典型的是，插孔和中心触头的主体具有对称的形状，并且彼此轴向布置。形成在插孔中的开口在主体的范围内从插孔的后端延伸，并且通常是孔、通孔或是与插孔轴向布置的延长的开口。接触表面是由插孔的面向同轴电缆的端面形成的。优选的是，主体和插孔是一体形成的。如果插孔是圆柱形的，那么接触表面是环形的。更优选的是，缺口在垂直于开口的轴向的半径方向延伸，并且缺口是通过将插孔的壁从头到尾的切去或是开槽形成的。

根据本发明的另一方面，插孔具有侧孔，该侧孔与开口的轴垂直。该侧孔在孔和中心触头的外表面(分别指中心触头或是插孔的外部)之间设有通道。截留的空气也可以通过该侧孔逸出，进一步的确保了开口中没有截留的空气。另外，尤其是，当孔的内径大致等于暴露出来的端部的外径时，所述侧孔改善了开口里面的涂覆质量。

根据本发明的另一方面，连接器还包括环绕中心触头的外触头，外触头和中心触头轴向排列，以及绝缘体，绝缘体布置在中心触头和外触头之间，以使得中心触头与外触头绝缘。此外，外触头优选的包围着中心触头的焊接端部，并且包括通孔，该通孔与中心触头的开口轴向对中，以提供到开口的通道，通孔的尺寸应该是足够宽的，当具有暴露出来的外导体的同轴电缆插入时可以容纳同轴电缆。

本发明的再一个目的是提供一种与同轴电缆的一端部端接的连接器，该连接器具有焊接接合处，至少基本上没有截留空气，以及具有较好的电连接性能。

这个问题可以由一种与同轴电缆的一端部端接的连接器解决，同轴电缆包括中心导体，环绕中心导体的绝缘体，以及环绕绝缘体的外导体，所述连接器包括中心触头，该中心触头具有与同轴电缆的中心导体的暴露出来的端部连接的焊接端部，焊接端部具有接触表面，该接触表面中形成有开口，中心导体的暴露出来的部分插入到该开口中，接触表面与同轴电缆的绝缘体接触，其中在接触表面上形成有至少一个缺口。

由缺口形成的通道允许焊接过程中的所有截留的空气逸出，这样插入的端部的整个表面和孔的内表面都被焊料浸湿，以形成可靠的电连接。

上面关于连接器概述的所有的方面和优点也用于端接于同轴电缆的连接器，并且这里不再复述，以避免多余的重复。

附图说明

本发明参考附图通过实施例给予描述，附图中：

图1是发明的连接器的横截面的视图；

图2是图1中的圈起的部分的放大的横截面视图；

图3是具有一个额外的侧孔的连接器的部分截面的部分透视图；

图4是图4中的中心部分的部分截面的部分透视图，示出了中心触头的焊接端部。

具体实施方式

参见图1和2，其示出了同轴电缆2与连接器4端接。整个说明书中，术语“后端”通常指连接器的与同轴电缆连接或是直接朝着同轴电缆的方向的端部或是连接器的一部分。另一方面，术语“前端”通常指连接器的与一个匹配连接器相连接或是朝着匹配连接器的方向的端部或是其一部分。

连接器4包括中心触头6，其具有主体10以及形成在中心触头的焊接端部14上的插孔12。主体10和插孔12是由导电材料一体形成的，尤其是由金属形成的。在中心触头6的前端16，由多个轴向方向延伸的与主体10一体形成的舌片形成弹性指18，弹性指18用于接收匹配连接器的中心触头，匹配连接器未示出。弹性指18具有向内定向的接触部分19，其用于与匹配连接器的中心触头相接合。弹性指18，主体10和插孔12轴向地沿着连接器的轴8轴向对称的形成为一整体。在未示出的可替换的连接器设计中，中心触头6具有前表面，其可压在匹配连接器的中心触头上，以实现电连接。

插孔12为圆柱形的或是套环形的，具有沿着连接器4的轴轴向延长的开口22。延长的开口22从插孔12的后端20延伸直到主体10的后端，由此形成盲孔用于接收同轴电缆2的中心导体的暴露出来的部分。此外，在插孔的后端20，插孔具有如同中空的圆柱体的端部表面的环形接触表面24。在接触表面24的中至少形成有缺口30，该缺口是由切去插孔12的圆周壁形成的，其在插孔12的外部和延长的开口22之间提供通道。延长的开口22由此与环绕中心触头6的空腔31相联系，这样开口22中截留的空气可以泄漏出去。在这个特殊的实施方式中，缺口30具有切去外壁的矩形形状。然而，对所属领域的技术人员来说缺口形成为其他的形状也是显而易见的。此外，本发明不被限制为仅有一个缺口。在接触表面中可以形成两个或多个缺口用于提供各自的通道。

优选的是，缺口的大小应该比较小，为了不影响连接器的RF性能。为了提供一个泄漏截留的空气的通道，缺口仅需要为较小的横向的或是圆周的区域。这确保了接触表面24的主要的部分与同轴电缆的绝缘材料紧密接触，以改善RF性能。

连接器4还包括环绕中心触头6的圆盘形的绝缘体32以及环绕绝缘体32的外触头34。绝缘体32具有中心开口58用于接收以及固定中心触头6。外导体34是杯状的具有朝着连接器前端的主开口36。邻近杯状体的后端，形成有圆周形的肩部35，其表面用作止挡绝缘体32。绝缘体的外圆周表面与杯状体的内壁紧贴着由此保持着外触头34中的空腔31中的中心触头6，并且与其直线对准。与肩部35相对形成另外肩部37，以确保绝缘体32的薄膜装配。在外触头34的外侧形成有螺纹38，其用于与匹配连接器的相应的螺帽相配合，匹配连接器未示出。在外触头34的后端具有中空的轴40，轴40上有轴向沿着连接器轴8的通孔42。通孔42的直径大致等于暴露有外导体的同轴电缆的外直径，通孔延伸到外触头34的内空腔31中并且提供了通向中心触头6的后通道。

参见同轴电缆2，其包括中心导体44，围绕中心导体44的绝缘材料46，以及围绕绝缘材料46的外导体48。可选择的保护套围绕着外导体48，保护套未示出。同轴电缆在它的一端部与连接器4连接。如图2所示，外导体48和绝缘材料46被剥去以暴露中心导体44的一端部50，该端部在绝缘材料46的邻接表面52上延伸。外导体48被剥去的部分要多于绝缘材料46被剥去的部分，以留下绝缘材料46的一部分被暴露出来。为了确保当同轴电缆被插入时，绝缘材料46与插孔12的接触表面24之间的紧密的接触，中心导体暴露出来的端部50要比延长的开口22的轴向延伸部分稍微短些。

由于接触表面24的大部分均与同轴电缆2的绝缘材料46紧密的接触，所以连接器的RF性能保持的非常好。小缺口30不会对VSWR值起到严重的影响。

参见图3和4，其中示出了与同轴电缆2端接的修改了的连接器4的部分三维视图。相同的参考标记用于表示相同的特征。在这个具体的实施方式中，插孔12进一步具有一个垂直连接器的轴8延伸的侧孔54，用于改善延长的开口22里面的涂覆质量。而且，在需要焊接的时候，由于采用了孔54，焊料可以被加入。另外截留的空气也可以从侧孔54中逸出。然而，侧孔54不能确保所有截留的空气都能泄露出去。具体的说，截留在插孔12的后部56中的空气被从底部朝向延长的开口22的缝隙流动的焊料截住，该截留的空气在侧孔54和插孔12的后端20之间延伸。缺口30确保即使是截留在后端部56中的空气也可以泄露出去，这样在延长的开口22中将没有空气。

图4给出了中心触头6的焊接端部的部分的三维视图，示出了在这个具体的实施方式中接触表面24的形状是环形的。缺口30在这里是矩形形状，但是它也可以是其他的形状。此外，插孔可以包括第二缺口和/和多个不同形状的缺口。

为了组装连接器以及为了在中心触头6和中心导体44之间建立电连接，可以采用不同的组装工序和方法。下面将参照附图简单描述三种不同的组装和焊接工序。

工序A

首先，绝缘体32通过插入到主开口36和挤压固定在肩35和37之间被预先装配在外触头34上。同轴电缆2从连接器4的后面穿过通孔42，绝缘体32的中心开口58和外触头34的主开口36。通孔42的内直径优选的比同轴电缆2的外直径大，以确保同轴电缆2可以容易的插入。在下一个步骤中，中心触头6被焊接到中心导体44上。为此，外触头48和同轴电缆2的绝缘材料46被剥去以暴露出中心导体44并且形成绝缘材料52的邻接表面。可选择的是，同轴电缆2可以在穿过通孔42之前被准备好。然后中心触头44暴露出来的端部50被插入插孔12中，直到邻接表面52与接触表面24接触为止。焊锡的涂覆或者是在中心导体44暴露出来的端部50插入之前在延长的开口22中放置一根焊条，或者是将焊锡添加到侧孔54中。为了实现第一中选择方式，侧孔54可以不需要，但是其可用于改善涂敷性能。焊料的接合是通过加热完成的。延长的开口22中截留的空气被通过缺口30的液化的焊料推出来。由于毛细管作用，液化的焊料沿着中心导体44的插入的端部50分散开，并且将暴露出的端部50的表面以及延长的开口22的内表面浸湿，由此在中心触头6和中心导体44之间建立起电连接。焊接后，中心触头6和被焊接的同轴电缆被推入到绝缘体32的中心开口58中直到中心触头6到达其在连接器4中的最终装配位置。中心触头6可以挤压着进入或是滑进绝缘体32中。优选的是，中心触头6具有保持部件以确保保持在绝缘体32中，如保持钩，咬合配件或是类似的元件。最后，在通孔42中在外导体48和外触头34之间提供第二焊料连接。

工序B

通过采用该工序，中心触头6在绝缘体32还没有被插入到外触头34中，便被预先装配到绝缘体32中。然后，同轴电缆2穿过通孔42和主开口36，准备暴露出中心导体44并且如上所述焊接到中心触头6上。焊接后，装配好的中心触头6，同轴电缆2以及绝缘体32被向后推入到外触头34的主开口36中，直到绝缘体32以及中心触头6到达它们的最终位置。根据连接器的设计，绝缘体32挤压进入或是滑进主开口36中。最后，在外导体48和外触头34之间形成第二焊接接合处。

工序C

这里，在中心触头6和中心导体44之间放置焊料之前将绝缘体32和中心触头6装配在外导体34中。然后，在将同轴电缆的中心导体44插入到延长的开口22中前将同轴电缆2准备好并且将焊条放置在延长的开口22中。可选择的是，焊料的涂覆可以先于中心触头的装配。通过加热，焊料的焊接完成。优选的是，中心触头6可以采用特殊的设备感应加热，该设备具有通过主开口36到中心触头6的通道。当采用这种装配工序时，侧孔54是不需要的，但是侧孔54可以用于改善涂覆质量。此外，在外导体48和外触头之间形成焊接接合。

虽然本发明对长条形连接器给予了描述，但是本发明不限于这种特殊的形状，其可以具体表现为其他任何形状，如L形的或是直角形的。

Claims

1、一种用于同轴电缆的连接器，该同轴电缆包括中心导体，环绕中心导体的绝缘材料，以及环绕绝缘材料的外导体，该连接器的特征在于：中心触头，其具有焊接端部，用于焊接到同轴电缆的中心导体的暴露出来的端部上，焊接端部具有接触表面，接触表面中形成有开口，该开口用于接收中心导体的暴露出来的端部，当中心导体的暴露出来的端部被插入到开口中时，接触表面可以与同轴电缆的绝缘材料接触，其中在接触表面上形成至少一个缺口。

2、如权利要求1所述的连接器，其中，所述中心触头包括主体和插孔，插孔具有内孔，其形成为所述的开口，用于接收暴露出来的端部，由此插孔的后端形成所述的接触表面。

3、如权利要求2所述的连接器，其中，所述内孔沿着插孔的轴向。

4、如权利要求2或3所述的连接器，其中，所述插孔具有侧孔。

5、如权利要求4所述的连接器，其中，所述侧孔垂直于内孔的轴延伸。

6、如前述任一项权利要求所述的连接器，其中，该连接器还包括环绕中心触头的外触头，该外触头和中心触头轴向排列，并且在中心触头和外触头之间布置有绝缘体。

7、如权利要求6所述的连接器，其中，所述外触头包围中心触头的焊接端部，并且包括通孔，该通孔轴向沿着中心触头的开口以与开口相通，通孔的尺寸较宽，当具有暴露出来的外导体的同轴电缆被插入到通孔中时，通孔可以容纳同轴电缆。

8、一种一端与同轴电缆端接的连接器，同轴电缆包括中心导体，环绕着中心导体的绝缘材料，以及环绕着绝缘材料的外导体，连接器包括中心触头，该中心触头具有与同轴电缆的中心导体的暴露出来的端部连接的焊接端部，该焊接端部具有接触表面，该接触表面中形成有开口，中心导体的暴露出来的端部插入到该开口中，接触表面可以与同轴电缆的绝缘材料接触，其中在接触表面上形成至少一个缺口。