CN202308455U - 毫米波射频同轴系列间转接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种毫米波射频同轴系列间转接器，包括外导体、内导体、绝缘支撑介质，外导体内部设有同轴的圆柱形的阶梯孔，内导体包括位于左孔内部的直径为d₁的左内导体以及位于右孔内部的直径为d₂的右内导体，且d₁>d₂，内导体和阶梯孔之间设有为空气间隙，D₁/d₁=3.3，D₂/d₂=3.3，左导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的内导体补偿槽，内导体补偿槽的圆柱直径d₀等于右导体直径d₂；右外导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的外导体补偿槽，外导体补偿槽的圆柱直径D₀等于左孔的直径D₁；本实用新型提供的转接器，电气特性优良、机械可靠性高，而且加工工艺简单、加工成本低，能提高产品合格率。

Description

毫米波射频同轴系列间转接器

技术领域

本实用新型涉及一种毫米波射频同轴系列间转接器。

背景技术

射频同轴转接器是连接电器线路的元件，在射频微波系统、微波元器件、微波设备测试等领域得到了广泛应用。

根据传输线理论，射频同轴连接器要实现在较宽工作频带内具有理想匹配传输特性，通常需要在连接器与连接器的配合界面处采用空气介质，最理想的是连接器全部采用空气介质，以达到最佳的特性阻抗匹配。但是，应用在系统内部、元器件之间的连接，以及测试领域等精密度要求较高场合的射频同轴连接器，不但需要在其整个工作频带内具有优良的电气特性，而且需要满足其相应的工作环境及机械可靠性标准，因此其内导体与外导体之间需要有薄的介质支撑子固定，并能够在不连续点进行精确的补偿，以达到高精密的电气特性、耐环境及机械可靠性标准要求。由此可见，高精密射频同轴连接器的支撑子结构部分直接关系到其电气特性、耐环境及机械可靠性，是高精密射频同轴连接器的“心脏”。

高精密射频同轴连接器的设计难点主要集中在支撑子及支撑子引起不连续性的共面补偿问题上，现有的高精密射频同轴连接器解决上述问题的方式有以下几种：

1）采用纵向打孔来降低支撑子的介电常数，以期在支撑子部分引入较小的不连续性，再通过对支撑子两侧面形成平面凹进槽进行共面补偿；但是，由于纵向打孔破坏了支撑子材料的均匀性，使支撑子部分的电磁场变化更为复杂，因此高精确的理论计算难度较大；而且纵向打孔对机械加工工艺要求异常严格，公差累积会严重影响机械加工的精度，造成批次稳定性差，电气性能整体下降，产品合格率低；另外，支撑子两侧面的平面凹进槽会降低支撑子的有效强度，进而降低连接器的机械可靠性，而且精确实现共面补偿决定了支撑子两侧面凹进槽的加工精度难以实现；

2）将支撑子的形状设计成辐射轮状来降低其介电常数，以期在支撑子部分引入最小的不连续性，再通过对支撑子两侧面形成平滑曲面凹进槽进行共面补偿；但是，由于支撑子的物理形状非常复杂，因此无法进行完全的理论计算，为实现精确的共面补偿，需要进行反复试验，而且支撑子的辐射形状以及其两侧面的平滑曲面凹进槽决定了其生产工艺的难度，需要采用模具注塑工艺来实现，因此需要花费大量财力、人力和物力，不利于样品的试制；另外，为了最大程度的降低支撑子引起的不连续性，辐条之间必须尽可能的做成空气介质，这会明显降低连接器的机械可靠性；

3）在支撑子两侧面形成平面凹进槽进行共面补偿，这种方式会形成较大的不连续性，为保证优良的电气性能，需要支撑子两侧面凹进槽具有很高的精度，由于支撑子都为塑制品，其车削性无法与金属件相提并论，因此难以实现很高的精度，产品合格率极低；而且为了降低不连续性，通常支撑子都很薄，而两侧面的平面凹进槽又在很大程度上降低了支撑子的有效支撑厚度，使得连接器的机械可靠性较差。

随着微波技术的不断发展，尤其是军用电子设备的发展，电子设备的使用频率越来越高，已向毫米波方向发展，迫使各种元件也向毫米波方向发展。由于射频同轴元件尺寸小、频带宽、可与低频兼容，加上重量轻和成本较低，有利于军用设备的小型化和轻量化，因此，射频同轴连接器在毫米波范围内的应用越来越广泛。

其中，毫米波射频同轴转接器是实现不同系列的毫米波产品的对接互换的射频连接器，被广泛应用于射频微波系统、微波元器件、微波设备测试等领域，且随着微波技术的不断发展，使得对转接器的性能要求越来越高，要求转接器具有优良的电学性能、稳定的物理结构及高可靠性。

而毫米波射频同轴转接器设计的最关键的点是：内部绝缘支撑结构设计和接口的转换设计。他们是直接关系到其电气特性和机械特性。现有的毫米波射频同轴转接器设计方式主要有以下几种：

1）在对绝缘支撑结构的设计时，采用对绝缘支撑介质纵向打孔来降低介质的介电常数，以期在支撑子部分引入较小的不连续性，再通过对绝缘支撑两侧面形成平面凹槽进行共面补偿；但由于纵向打孔破坏了绝缘介质材料的均匀性，使绝缘支撑部分的电磁场变化更为复杂，因此高精确的理论计算难度较大；而且纵向打孔对机械加工工艺要求异常严格，公差累积会严重影响机械加工的精度，造成批次稳定性差，电气性能整体下降，产品合格率低；另外，绝缘支撑两侧面的平面凹槽会降低绝缘支撑的有效强度，进而降低连接器的机械可靠性，而且精确实现共面补偿决定了绝缘支撑两侧面凹进槽的加工精度难以实现；

2）在对接口转换的设计时，采用在转接器一端进行内外导体直径的同向改变，并通过错位来补偿内外导体直径突变引起的电学不连续性，但这种方式增加了一处不连续点，使得整体电学性能降低。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电气特性优良、机械可靠性高、而且加工工艺简单、加工成本低、能提高产品合格率的毫米波射频同轴系列间转接器。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施如下的技术方案：

一种毫米波射频同轴系列间转接器，包括外导体、位于所述外导体内腔中部的绝缘支撑介质、穿过所述绝缘支撑介质内部的圆柱形的内导体，所述外导体包括左外导体和位于所述左外导体右侧内圆柱孔的右外导体，所述绝缘支撑介质包括被左外导体和右外导体抵紧的左绝缘支撑介质和右绝缘支撑介质，所述外导体内部设有同轴的圆柱形的阶梯孔，所述阶梯孔包括位于左外导体内部的直径为D₁的左孔以及位于右外导体内部的直径为D₂的右孔，且D₁>D₂，所述内导体包括位于左孔内部的直径为d₁的左内导体以及位于右孔内部的直径为d₂的右内导体，且d₁>d₂，所述内导体和阶梯孔之间设有为空气间隙， D₁/d₁=3.3，D₂/d₂=3.3，

所述左导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的内导体补偿槽，所述内导体补偿槽的圆柱直径d₀等于右导体直径d₂；所述右外导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的外导体补偿槽，所述外导体补偿槽的圆柱直径D₀等于左孔的直径D₁。

作为优选，所述左绝缘支撑介质和右绝缘支撑介质对向接合，并由介质套固定。

作为优选，所述内导体的中部外圆周面设有用于固定绝缘支撑介质的固定槽，所述绝缘支撑介质经所述固定槽与内导体固接。

作为优选，所述左外导体的左端和右外导体的右端设有规格不同的毫米波射频同轴连接器标准接口。

作为优选，所述左外导体的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体的右端设有同轴电缆接口。

作为优选，所述左外导体的左端设有毫米波射频同轴连接器标准接口，所述右外导体的右端设有波导系统接口。

作为优选，所述绝缘支撑介质的长度小于所述左外导体的长度及右外导体的长度。

本实用新型具有以下有益效果：

1、由于绝缘支撑介质整体呈柱状，因此极易车削成型，其加工工艺简单、加工成本低，能提高产品合格率，保证有效的支撑强度，具有优异的机械可靠性；

2、利用最大外导体直径和最小内导体直径来设计计算绝缘支撑的开槽尺寸，使得因内、外导体开槽引起的不连续性较小，可以弥补绝缘支撑介电常数较大带来的开槽不连续性，使得绝缘支撑可以不进行打孔来减小其介电常数，使得其加工变得更加容易实现。

3、在绝缘支撑介质两端面利用两侧内、外导体直径值的不同，引入内、外导体的空气高抗补偿，进一步补偿内外导体开槽带来的电学不连续，使得电学性能更优，而且绝缘支撑不再需要开槽来进行补偿，进一步使得绝缘支撑加工变得更加容易，而且整体的电学性能更加优越。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的毫米波射频同轴转接器的剖切主视图；

图2是绝缘支撑介质的结构示意图。

图3是本实用新型第二实施例的毫米波射频同轴转电缆头连接器的剖切主视图；

图4是本实用新型第三实施例的毫米波射频同轴波导转换的剖切主视图。

其中，1为左外导体，2为右外导体，3为内导体，4为介质套，5为左绝缘支撑介质，6为右绝缘支撑介质，7为内导体补偿槽，8为外导体补偿槽，9为左孔，10为右孔，11为左内导体，12为右内导体，13为固定槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种毫米波射频同轴系列间转接器，包括外导体、位于所述外导体内腔中部的绝缘支撑介质、穿过所述绝缘支撑介质内部的圆柱形的内导体3，所述外导体包括左外导体1和位于所述左外导体右侧内圆柱孔的右外导体2 ，所述绝缘支撑介质包括被左外导体1和右外导体2抵紧的左绝缘支撑介质5和右绝缘支撑介质6，所述外导体内部设有同轴的圆柱形的阶梯孔，所述阶梯孔包括位于左外导体内部的直径为D₁的左孔9以及位于右外导体内部的直径为D₂的右孔10，且D₁>D₂，所述内导体包括位于左孔内部的直径为d₁的左内导体11以及位于右孔内部的直径为d₂的右内导体12，且d₁>d₂，所述内导体和阶梯孔之间设有为空气间隙， D₁/d₁=3.3，D₂/d₂=3.3，

所述左导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的内导体补偿槽7，所述内导体补偿槽的圆柱直径d₀等于右导体直径d₂；所述右外导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的外导体补偿槽8，所述外导体补偿槽的圆柱直径D₀等于左孔的直径D₁。

所述左绝缘支撑介质5和右绝缘支撑介质6对向接合，并由介质套4固定。

所述内导体3的中部外圆周面设有用于固定绝缘支撑介质的固定槽13，所述绝缘支撑介质经所述固定槽与内导体固接。

所述绝缘支撑介质的长度小于所述左外导体1的长度及右外导体2的长度。

本实施例中，所述左外导体1的左端和右外导体2的右端均设有规格不同的毫米波射频同轴连接器标准接口；

本实施例使用时，将两个同轴系统分别连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口和右外导体右端的同轴系统连接器接口，即可实现两个同轴系统的互连；

本实施例可用作系列型号为14 mm 、7 mm 、Type N、3.5mm、2.92 mm、2.4 mm和1.85 mm的高精密射频同轴微带连接器、高精密射频同轴系列内转接器及高精密射频同轴系列间转接器。

实施例2

如图3所示，本实施例和实施例1基本相同，区别在于：本实施例中，所述右外导体2的左端设有同轴系统连接器接口，所述左外导体1的右端设有同轴电缆接口；

使用时，将同轴系统连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口，将同轴电缆连接到右外导体右端的同轴电缆接口，即可实现同轴电缆与同轴系统的电气连接；

本实施例可用作系列型号为3.5mm、2.92 mm、2.4 mm和1.85 mm的毫米波射频同轴电缆连接组件。

实施例3

如图4所示，本实施例和实施例1基本相同，区别在于：所述左外导体1的左端设有毫米波射频同轴连接器标准接口，所述右外导体2的右端设有波导系统接口。

本实施例使用时，将同轴系统连接到左外导体左端的同轴系统连接器接口，将波导系统连接到右外导体右端的波导系统接口，即可实现同轴系统与波导系统的互连；

本实施例可用作系列型号为＝3.5mm、2.92 mm、2.4 mm和1.85 mm的毫米波射频同轴波导转换器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种毫米波射频同轴系列间转接器，包括外导体、位于所述外导体内腔中部的绝缘支撑介质、穿过所述绝缘支撑介质内部的圆柱形的内导体（3），所述外导体包括左外导体（1）和位于所述左外导体右侧内圆柱孔的右外导体（2） ，所述绝缘支撑介质包括被左外导体（1）和右外导体（2）抵紧的左绝缘支撑介质（5）和右绝缘支撑介质（6），所述外导体内部设有同轴的圆柱形的阶梯孔，所述阶梯孔包括位于左外导体内部的直径为D₁的左孔（9）以及位于右外导体内部的直径为D₂的右孔（10），且D₁>D₂，所述内导体包括位于左孔内部的直径为d₁的左内导体（11）以及位于右孔内部的直径为d₂的右内导体（12），且d₁>d₂，所述内导体和阶梯孔之间设有为空气间隙， D₁/d₁=3.3，D₂/d₂=3.3，

其特征在于：所述左导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的内导体补偿槽（7），所述内导体补偿槽的圆柱直径d₀等于右导体直径d₂；所述右外导体与所述绝缘支撑介质之间设有径向凹陷的外导体补偿槽（8），所述外导体补偿槽的圆柱直径D₀等于左孔的直径D₁。

2.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述左绝缘支撑介质（5）和右绝缘支撑介质（6）对向接合，并由介质套（4）固定。

3.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述内导体（3）的中部外圆周面设有用于固定绝缘支撑介质的固定槽（13），所述绝缘支撑介质经所述固定槽与内导体固接。

4.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述左外导体（1）的左端和右外导体（2）的右端设有规格不同的毫米波射频同轴连接器标准接口。

5.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述左外导体（1）的左端设有同轴系统连接器接口，所述右外导体（2）的右端设有同轴电缆接口。

6.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述左外导体（1）的左端设有毫米波射频同轴连接器标准接口，所述右外导体（2）的右端设有波导系统接口。

7.根据权利要求1所述的毫米波射频同轴系列间转接器，其特征在于：所述绝缘支撑介质的长度小于所述左外导体（1）的长度及右外导体（2）的长度。

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