CN202363707U - 一种天线连接头及无线发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天线连接头及无线发射机，该天线连接头包括用于连接功放输出端口和天线的连接头本体，该天线连接头还包括设置在所述连接头本体内的开关切换构件以及阻性负载，该开关切换构件具有天线插入时的运行状态位置和天线拔出时的保护状态位置，且所述开关切换构件在位于运行状态位置时将所述功放输出端口与所述天线电连接成回路，在位于保护状态位置时将所述功放输出端口与所述阻性负载电连接成回路。本实用新型通过开关切换构件在天线插入和拔出时进行动作，从而在天线拔出时将阻性负载替代天线接入回路中，保证无线发射机在任何情况下都处于匹配状态，避免了由于失配引发的器件损坏，且本实用新型结构简单、可靠性高。

Description

一种天线连接头及无线发射机

技术领域

本实用新型涉及一种预防发射机的功率失配的技术，更具体地说，涉及一种天线连接头及无线发射机。

背景技术

请参阅图1，为现有无线便携式发射机的原理示意图。如图1所示，该便携式发射机包括电源1、功率放大器2、天线连接头3和天线4。其中电源1为功率放大器2供电，功率放大器2的功放输出端口通过天线连接头3与天线4连接，从而发射射频信号。在现实对便携式发射机的使用中，经常出现功率放大器烧毁的情况，经过分析和对用户使用过程的观察发现，普通操作人员经常先拆掉天线4，最后再关闭电源1，从而导致功放输出失配损坏功率放大器2本身。

在无线便携式发射机中，为了兼顾发射功率和体积的大小，内置功率放大器的保护措施比较少且不可靠。现有的一些保护措施如下所述：

1.大部分发射机采用在功放末级加环形器的办法来减小反射波对功放本体的损伤。但该方法所需体积较大、效果一般，不能完全消除反射波且价格昂贵。

2.在许多小体积的发射机应用中，通常在功放后面加一级匹配等手段来降低失配时反射对功放的影响，该方法多适用于小功率输出，且长时间处于失配下，功放也会损坏。

3.还有一些是采用复杂的电路检测功放输出口的反射波，然后通过开关来切断功放。该方法首先是电路复杂、稳定性和可靠性较低，其次该发放的最大弊端是只有当反射波产生后才去判断然后关闭，其实已经对功放产生损害，为一种被动式防御方法。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有无线发射机的内置功率放大器的保护措施不可靠且属于被动方式从而不能彻底的解决功放烧毁的情况，提供一种具有功放保护的天线连接头及发射机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种天线连接头，包括用于连接功放输出端口和天线的连接头本体，所述天线连接头还包括设置在所述连接头本体内的开关切换构件以及阻性负载，所述开关切换构件具有天线插入所述连接头本体时的运行状态位置和天线拔出所述连接头本体时的保护状态位置，且所述开关切换构件在位于运行状态位置时将所述功放输出端口与所述天线电连接成回路，在位于保护状态位置时将所述功放输出端口与所述阻性负载电连接成回路。

在根据本实用新型所述的天线连接头中，所述连接头本体包括位于后端与功放输出端口连接的功放接头端，以及位于前端与天线相连接的天线接头端；且所述开关切换构件和阻性负载设置在所述连接头本体内部紧靠所述天线接头端的一侧。

在根据本实用新型所述的天线连接头中，所述功放接头端中具有与所述功放输出端口的插针配合的针孔，所述天线接头端中具有与所述天线的公头PIN针配合的母头PIN针，所述连接头本体包括外部的外导电层以及内部的绝缘层，所述绝缘层内设有容纳腔，所述容纳腔的前侧壁和后侧壁上分别具有前侧通孔和后侧通孔，且所述容纳腔前侧壁上贴设有金属垫圈，所述母头PIN针的底盘卡设于所述容纳腔，且母头PIN针的针头向前侧延伸出所述前侧通孔，所述容纳腔的后侧通孔与所述针孔连通；所述阻性负载设于所述绝缘层中且外端与所述外导电层电连接，内端与所述金属垫圈电连接；

所述开关切换构件包括置于所述容纳腔内的弹簧，所述弹簧后端抵接在所述容纳腔后侧壁上用于与所述功放输出端口的插针电连接，所述弹簧前端抵接在所述母头PIN针的底盘上；

所述弹簧具有在天线插入时被所述母头PIN针的底盘压缩的所述运行状态位置，以及在天线拔出时给予所述母头PIN针的底盘向前侧的回复力的保护状态位置；且所述母头PIN针的底盘在弹簧处于所述运行状态位置时与所述金属垫圈分离，在弹簧处于所述保护状态位置时抵接在与所述金属垫圈上。

在根据本实用新型所述的天线连接头中，所述容纳腔的环状内壁上设有绝缘导套。优选地，所述母头PIN针的针头外包裹有绝缘导套。

在根据本实用新型所述的天线连接头中，所述功放接头端为SMA型接头母头。

在根据本实用新型所述的天线连接头中，所述天线接头端为UHF型接头母头或者N型接头母头。

本实用新型还提供了一种无线发射机，具有功放输出接口，包括用于连接所述功放输出端口和天线的如上所述的天线连接头。

实施本实用新型的天线连接头及采用该天线连接头的无线发射机，具有以下有益效果：本实用新型由于采用了开关切换构件在天线拔出时将阻性负载替代天线接入功放输出端口的回路中，可以保证无线发射机在任何情况下都处于匹配状态，避免了由于失配引发的器件损坏。与现有技术中采用的产生触发信号复位系统的被动式的保护方式相比，本实用新型结构简单、可靠性高，且有效的规避了复杂的传统电路对功放器件的电磁干扰，大大的降低了发射机中功放的烧毁概率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为现有无线便携式发射机的原理示意图；

图2为根据本实用新型的无线发射机的实施例的电路原理图；

图3为根据本实用新型的优选实施例中天线连接头与天线连接的立体图；

图4为图3中天线连接头和天线在轴面处的剖面图；

图5为根据本实用新型优选实施例中天线连接头在使用时的状态剖面图；

图6为根据本实用新型优选实施例中天线连接头在未使用时的状态剖面图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

请参阅图2，图2为本实用新型提供的无线发射机的实施例的电路原理图。如图2所示，本实用新型无线发射机具有电源1、功率放大器2和天线连接头3，其中电源1为功率放大器2供电，功率放大器2通过天线连接头3与天线4连接，从而发射射频信号。图2中功放输出端口PA(power_amplifier)为功率放大器2的输出端口。天线端口RA(RF_ANTENNA)为天线4的连接端口。且功率放大器2和天线4均具有共同的接地端。本实用新型实施例提供的天线连接头3可以连接在发射机的功放输出端口PA和天线端口RA之间。

本实用新型提供的天线连接头实施例在天线连接头3中设置了由开关切换构件构成的开关S1以及阻性负载R1，其中，开关切换构件在天线插入和拔出天线连接头3时，分别位于运行状态位置和保护状态位置，且开关切换构件在位于运行状态位置时将所述功放输出端口PA与天线4电连接成回路，在位于保护状态位置时将功放输出端口PA与阻性负载R1电连接成回路。开关切换构件可以采用主动控制式的开关器件进而根据用户的手动设置而切换，如在天线连接头上设置的按钮开关，用户在插入或拔出天线4时，打开或关闭按钮开关，进而控制开关切换构件切换。开关切换构件也可以采用被动机械式的开关器件，从而自动根据天线状态而进行切换；如采用结构动作发生器件，通过插入或拔出时的动作使得器件的结构发生变化而进行切换。因此，通过上述方式，由开关切换构件构成的电路图2中开关S1将在断开和闭合之间切换。在开关S1断开时，开关S1的1端接至0端，阻性负载R1未连入回路，由于天线端口RA连接了天线3，功放输出端口PA与天线电连接成回路。在开关S1闭合时，开关S1的1端接至2端，阻性负载R1连入回路，由于天线端口RA处断路，功放输出端口PA与阻性负载R1电连接成回路。

优选地，本实用新型中阻性负载R1的阻抗为发射机的射频天线输出阻抗。通常为50欧姆。因此，本实用新型在天线连接头中放置阻抗为50欧姆的阻性负载R1。因此，当便携式发射机的功放输出端口PA通过天线连接头3接到天线4发射功率时，50欧姆的阻性负载R1处于断开状态，该设备和其他设备一样，正常工作。当天线4从天线连接头3中拧出时，天线连接头3将会第一时间检测出天线4取走，随之开关S1会将功放输出端口PA接入阻性负载R1，替代原有的天线，重新匹配功放的输出，保证功放始终处于匹配状态下，从而防止由于功放天线4拆掉而烧毁功放的事故发生。

下面以开关切换构件采用结构动作发生器件为例对本实用新型的天线连接头及无线发射机进行描述。请参阅图3，为根据本实用新型的优选实施例中天线连接头与天线连接的立体图。图4为图3中天线连接头和天线的轴面处的剖面图。如图3和图4所示，本实用新型提供的天线连接头3，包括用于连接发射机的功放输出端口PA与天线4的连接头本体9。优选地，该连接头本体9包括位于前端的天线接头端91和位于后端的功放接头端92。其中天线接头端91用于连接天线4。功放接头端92用于连接上述发射机的功放输出端口PA。

该天线连接头3还包括阻性负载7和开关切换构件8，在本实施例中阻性负载7和开关切换构件8设置在天线连接头3内。如上所示，开关切换构件8具有天线4插入连接头本体3时的运行状态位置，以及在天线4拔出连接头本体3时的保护状态位置。开关切换构件8在处于运行状态位置时，将阻性负载7断路，将功放输出端口PA与天线4电连接成回路。开关切换构件8在处于保护状态位置时，由于天线4未插入，因而将阻性负载7与天线4电连接成回路。由于开关切换构件8需要对天线4的插入和拔出的动作进行反应，因此优选设置在连接头本体9内部紧靠与天线4连接的天线接头端91一侧。

请参阅图5和图6，分别为根据本实用新型优选实施例中天线连接头在使用和未使用时的状态剖面图。如图5和图6所示，本实施例中功放接头端92优选为标准的SMA型接头母头，功放输出端口PA为SMA(微型高频，Sub-Miniature-A)型接头公头。本实用新型的功放接头端92并不限于该实施例中公开的具体接头形式，也可以采用本领域技术人员熟知并能应用的其它接头。在本实施例中，功放接头端92中具有与功放输出端口PA的插针配合的针孔921，以供插针插入连接头本体与开关切换构件8电连接。功放接头端92的金属表面具有螺纹，从而便于与发射机的功放输出端口PA的螺纹连接。

在本实施例中天线接头端91采用UHF(特高频，Ultra High Frequency)型接头母头。本实用新型的天线接头端91并不限于该实施例中公开的具体接头形式，也可以采用本领域技术人员熟知并能应用的其它接头，例如N型接头母头。在本实施例中，天线接头端91具有与天线4的公头PIN针41配合实现内部电连接的母头PIN针，该母头PIN针包括针头911和底盘912。天线接头端91的外部金属表面也具有螺纹，从而便于与天线4的接头螺纹连接。

该天线连接头3为同轴连接头，连接头本体9包括外部的外导电层93以及内部的绝缘层94。连接头本体9外导电层93在功放接头端92与功放输出端口PA的外导电层相接，在天线接头端91与天线4的外导电层相接。连接头本体9内部的各个零件的金属介质电连接，从而与外部构成回路。

本实用新型采用的开关切换构件8为弹簧。该弹簧设于绝缘层94内的容纳腔95中。在本实施例中，上述容纳腔95为横置的圆柱形，其具有前侧壁951和后侧壁952，以及中间的环形内壁。前侧壁951和后侧壁952上分别具有前侧通孔和后侧通孔。该容纳腔95前侧壁951上贴设有金属垫圈6。阻性负载8设于绝缘层94中，且外端与外导电层93电连接，内端与金属垫圈6电连接。

上述母头PIN针的底盘912卡设于容纳腔95中，且母头PIN针的针头911向前侧依次延伸出金属垫圈6中的通孔和前侧壁951的前侧通孔，容纳腔95的后侧通孔与针孔921连通。

弹簧8的后端抵接在容纳腔95的后侧壁951上用于与插入针孔921的功放输出端口PA的插针电连接，弹簧8的前端则抵接在母头PIN针的底盘912上。由于弹簧8为导电介质，因此可将功放输出端口PA的插针电连接至母头PIN针的底盘912。

当天线4的公头PIN针41插入连接头本体9的母头PIN针的针头911时，如图5所示，母头PIN针的底盘912随之向后侧压缩弹簧8，母头PIN针的底盘912也与容纳腔95前侧壁951上的金属垫圈6分离，天线4的公头PIN针41进而通过母头PIN针、弹簧8与功放输出端口PA的插针电连接，形成回路。

当天线4的公头PIN针41拔出连接头本体9的母头PIN针的针头911时，如图6所示，母头PIN针的底盘912在压缩弹簧8的回复力作用下向前侧移动，并抵接在容纳腔95前侧壁951上的金属垫圈6上，功放输出端口PA的插针依次通过弹簧8、母头PIN针的底盘912、金属垫圈6、阻性负载7和外导电层93形成回路。

为了保障上述结构的电信号传导，优选地在容纳腔95的环状内壁上设有绝缘导套5，使得弹簧8与绝缘层94电隔离。优选地，还在母头PIN针的针头911外包裹有绝缘导套5，使得母头PIN针的针头911与外导电层93电隔离。

本实用新型还相应提供了如图2所示的无线发射机，其具有功放输出接口PA，以及用于连接该功放输出端口PA和天线4的如上所述天线连接头3。

现对2个具有2W功率放大器和2个具有20W功率放大器的无线发射机分别模拟实际应用场景。对比在采用本实用新型和不采用本实用新型的天线连接头3在不接天线发射时的情况。对比测试实际如下表1所示。

表格1

通过上表发现，没有采用本实用新型的天线连接头的2W功放在2分钟之内已经损坏，20W功放由于体积较大，加入了环形器等措施，持续正常工作的时间较长，但是在半小时左右也同样损坏；而采用本实用新型的天线连接头的2W和20W功放在测试的半小时之内都没有损坏的情况。

综上所述，本实用新型考虑到功率放大器周围均为射频原件，如何设计复杂的保护电路将容易对功率放大器产生电磁干扰，同时该功率放大器也很容易干扰保护电路，因此本实用新型不采用现有技术中产生触发信号复位系统的被动式的保护方式，而采用主动检测接入负载替代天线的方式，保证便携式发射机在任何情况下都处于匹配状态，该方式结构简单且可靠性高。试验证明本实用新型可以完整的避免功放由于失配引发的损坏，且有效的规避了传统电路对机器本身的电磁干扰，如果大量使用在无线发射机中，可以大大的降低发射机中功放的烧毁概率。

本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (9)

1.一种天线连接头，包括用于连接功放输出端口和天线的连接头本体，其特征在于，所述天线连接头还包括设置在所述连接头本体内的开关切换构件以及阻性负载，所述开关切换构件具有天线插入所述连接头本体时的运行状态位置和天线拔出所述连接头本体时的保护状态位置，且所述开关切换构件在位于运行状态位置时将所述功放输出端口与所述天线电连接成回路，在位于保护状态位置时将所述功放输出端口与所述阻性负载电连接成回路。

2.根据权利要求1所述的天线连接头，其特征在于，所述连接头本体包括位于后端与功放输出端口连接的功放接头端，以及位于前端与天线相连接的天线接头端；且所述开关切换构件和阻性负载设置在所述连接头本体内部紧靠所述天线接头端的一侧。

3.根据权利要求2所述的天线连接头，其特征在于，所述功放接头端中具有与所述功放输出端口的插针配合的针孔，所述天线接头端中具有与所述天线的公头PIN针配合的母头PIN针，所述连接头本体包括外部的外导电层以及内部的绝缘层，所述绝缘层内设有容纳腔，所述容纳腔的前侧壁和后侧壁上分别具有前侧通孔和后侧通孔，且所述容纳腔前侧壁上贴设有金属垫圈，所述母头PIN针的底盘卡设于所述容纳腔，且母头PIN针的针头向前侧延伸出所述前侧通孔，所述容纳腔的后侧通孔与所述针孔连通；所述阻性负载设于所述绝缘层中且外端与所述外导电层电连接，内端与所述金属垫圈电连接；

所述开关切换构件包括置于所述容纳腔内的弹簧，所述弹簧后端抵接在所述容纳腔后侧壁上用于与所述功放输出端口的插针电连接，所述弹簧前端抵接在所述母头PIN针的底盘上；

所述弹簧具有在天线插入时被所述母头PIN针的底盘压缩的所述运行状态位置，以及在天线拔出时给予所述母头PIN针的底盘向前侧的回复力的保护状态位置；且所述母头PIN针的底盘在弹簧处于所述运行状态位置时与所述金属垫圈分离，在弹簧处于所述保护状态位置时抵接在与所述金属垫圈上。

4.根据权利要求3所述的天线连接头，其特征在于，所述容纳腔的环状内壁上设有绝缘导套。

5.根据权利要求3所述的天线连接头，其特征在于，所述母头PIN针的针头外包裹有绝缘导套。

6.根据权利要求3-5中任意一项所述的天线连接头，其特征在于，所述功放接头端为SMA型接头母头。

7.根据权利要求3-5中任意一项所述的天线连接头，其特征在于，所述天线接头端为UHF型接头母头。

8.根据权利要求3-5中任意一项所述的天线连接头，其特征在于，所述天线接头端为N型接头母头。

9.一种无线发射机，具有功放输出接口，其特征在于，包括用于连接所述功放输出端口和天线的根据权利要求1-8中任意一项所述的天线连接头。

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