CN209640538U - 一种一体化微型2芯衰减光缆组件 - Google Patents

Abstract

一种一体化微型2芯衰减光缆组件，可解决现有衰减光缆组件衰减集成化不高，衰减体积大，不方便高密度布线使用的技术问题。包括相互适配的2芯衰减跳线结构和2芯转接座结构；所述2芯衰减跳线结构包括2芯铠装光缆，2芯铠装光缆的两端设置两芯插头；所述2芯铠装光缆包括螺旋不锈钢软管内置2芯光纤；所述2芯光纤上设置固定值衰减器。本实用新型的光缆一体化衰减设计集成度高，而且连接器易于安装，可快速铺设，能够保证传输性能同时减轻系统重量及简化系统结构，该连接器可以一次性完成2芯数的衰减光缆的连接或分离，可在各种大型雷达系统中通用。

Description

一种一体化微型2芯衰减光缆组件

技术领域

本实用新型涉及光缆连接器技术领域，具体涉及一种一体化微型2芯衰减光缆组件。

背景技术

目前各种武器装备对衰减组件的需求是越来越大。在机载、车载环境中，对连接器密度、重量、操作的简易性都有严格的要求，飞机和装甲车本身振动冲击的干扰非常强烈的，要就连接器具有很好的可靠性，并且要求光连接器有很好的互换性等性能要求。所以对单收单发链路需要衰减、空间要求插头最大外径≤10mm的前提下一般都选用FC、LC、ST、DIN等单芯连接器接头+单芯衰减器。

但现有的光纤连接器的安装密度低，连接头较多、整体重量大，衰减器连接繁琐、布线及操作复杂。

即传统的衰减光缆组件已不能满足大容量信息的传输；衰减集成化不高，衰减体积大，不方便高密度布线使用。

实用新型内容

本实用新型提出的一种一体化微型2芯衰减光缆组件，可解决现有衰减光缆组件衰减集成化不高，衰减体积大，不方便高密度布线使用的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种一体化微型2芯衰减光缆组件，包括相互适配的2芯衰减跳线结构和2芯转接座结构；

所述2芯衰减跳线结构包括2芯铠装光缆，2芯铠装光缆的两端设置两芯插头；

所述2芯铠装光缆包括螺旋不锈钢软管内置2芯光纤；

所述2芯光纤上设置固定值衰减器。

进一步的，所述螺旋不锈钢软管的外部设置护套。

进一步的，所述护套的材质包括高模量凯夫拉芳纶纱、编织网、塑胶。

进一步的，所述2芯转接座结构采用卡口式连接。

另一方面，本实用新型还公开一体化微型2芯衰减光缆组件的制作工艺，包括以下步骤，

S100、先在2芯光纤上制作光纤衰减器，光纤衰减器制作完后形成固定值衰减器；

S200、再把2芯光纤结合2芯铠装光缆的结构型式进行封装，形成一体化2芯衰减光缆；

S300、对一体化2芯衰减光缆的两端设置两芯插头，并配置2芯转接座结构。

进一步的，所述步骤S100中光纤衰减器的制作采用氢氧火焰熔融拉锥工艺制作，具体包括以下步骤，

S101、光纤熔融拉锥；

即将2根除去涂覆层的单模或多模光纤以设定的方式靠拢,在氢氧火焰高温下加热熔融同时向2侧拉伸,最终产生一段双向圆锥结构,输入的光信号在这个双锥体结构的耦合区发生功率再分配,使一部分光从“直通臂”光纤继续传输,另一部分光从“耦合臂”光纤传输；

S102、对耦合区进行封装。

进一步的，所述步骤S102中对耦合区进行封装，包括：

先一道石英基板封装，然后二道玻璃管封装，最后三道钢管封装。

由上述技术方案可知，本实用新型的一体化微型2芯衰减光缆组件使用的连接接器尺寸小，光缆一体化衰减设计集成度高，采用先进的固定值衰减技术、一体化封装技术、光纤对接技术，保证了一体化微型2芯衰减光缆组件同时满足损耗小、一致性高、体积小稳定可靠、衰减非衰减简易切换，而且连接器易于安装，可快速铺设，能够保证传输性能同时减轻系统重量及简化系统结构，该连接器可以一次性完成2芯数的衰减光缆的连接或分离，可在各种大型雷达系统中通用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的制备方法的流程图；

图3是本实用新型2芯转接座结构示意图；

图4是本实用新型连接器结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的一体化微型2芯衰减光缆组件，包括相互适配的2芯衰减跳线结构1和2芯转接座结构2；

所述2芯衰减跳线结构1包括2芯铠装光缆11，2芯铠装光缆11的两端设置两芯插头12；

所述2芯铠装光缆11包括螺旋不锈钢软管内置2芯光纤；

所述2芯光纤上设置固定值衰减器13。

其中2芯衰减跳线即2芯铠装光缆是由螺旋不锈钢软管内置2芯光纤，软管外加高模量凯夫拉芳纶纱、编织网及特种塑胶外护套组成，使其长期使用温度扩展到－50℃～85℃。光缆护套材料的导热快、绝缘电阻高、耐磨、耐化学腐蚀、不亲水、不亲油、密度高等特点。

2芯转接座即2芯光纤连接器采用卡口式连接，方便快捷，外形尺寸等同于标准FC连接器。这种连接器结构集成度更高，其结构原理已经经过机载、车载、地面等各种设备的长期考验，性能稳定可靠。

本实施例的具体制作过程如下：

先通过光纤衰减器制作完成后形成固定值衰减器，再结合2芯铠装光缆的结构型式进行封装，形成一体化2芯衰减光缆。

一、光纤衰减器制作过程如下：

拉锥型10dB固定光纤衰减器制作及封装工艺

光分纤路器主要有2种类型：

一种是采用传统氢氧火焰熔融拉锥(FBT)的光纤分路器；

另一种是采用集成光学技术生产的平面光波导(PLC)光分路器。

1、熔融拉锥式(FBT)单/多模光纤分路器工艺

FBT光纤分路器主要是光纤，其制作工艺主要包括包括光纤熔融拉锥、耦合区封装(一道封装、二道封装、三道封装)。

光纤熔融拉锥过程为:：焰高温下加热熔融同时向2侧拉伸,最终产生一段双向圆锥结构,输入的光信号在这个双锥体结构的耦合区发生功率再分配,使一部分光从“直通臂”光纤继续传输,另一部分光从“耦合臂”光纤传输。

熔融拉锥主要原理是应用“弱耦合模理论”，通过控制工艺参数如拉伸速度、拉伸长度、熔融温度、熔融区域、火焰位置，氢氧气流大小、比例等工艺参数达到光信号的分路功能。

耦合区封装主要包括：一道封装(石英基板)、二道封装(玻璃管)、三道封装(钢管)，保证全光纤型分路器的工程应用的可靠性。

2、10dB固定光纤衰减器(1×2多模分路器)主要指标

该固定光纤衰减器主要解决了军用环境下高低温(-55℃～+85℃)、振动冲击、高可靠、小型集成化、固定分光比的严苛要求，达到军品等级要求。在工程配套目前使用状况良好。

本实施例的10dB固定光纤衰减器(1×2多模分路器)的相关规格如下：

二、一体化2芯衰减连接器设计

一体化2芯衰减连接器采用卡口式连接，方便快捷，外形尺寸等同于标准FC连接器。

如图3所示，连接器结构采用双弹簧系光路结构，转接座两端的弹簧在耦合对接过程中均可压缩，并提供对接力，首先一只框体弹簧提供连接器插头与插座的啮合力，缓冲外界振动、冲击的干扰，同时对光路进行初级定位，其次2只光端子弹簧稳定光路，保证光端子的可靠接触。连接器采用3键定位，1个主键与2个副键宽度不同，防止误插拔。集成度更高，其结构原理已经经过机载、车载、地面等各种设备的长期考验，性能稳定可靠。

1)一体化微型2芯衰减跳线插合面设计

如图4所示，一体化微型2芯衰减跳线采用3键定位，其合面角度为140°、75°和145°。而模块端的插头连接器合面角度为145°、75°和140°，1个主键与2个副键宽度不同，防止误插拔。

2芯连接器插头与双芯光连接器的啮合力，可缓冲外界振动、冲击的干扰，同时对光路进行精密定位，保证光端子的可靠接触。本双芯光连接器需要保证2芯光纤低插入损耗一致。为此，我们设计了“浮动陶瓷套管结构”。平行光路与光路支承结构有一定的间隙，且陶瓷插芯与光路支承结构通过浮动弹簧连接，可在一定的范围内浮动。这样，当光路支承结构受外力作用或温度影响，使得导向孔之间产生角度偏移时，平行光路“浮动”，2个陶瓷插芯通过陶瓷套管自动对中，结构保证了多芯光纤之间互不干涉，使光缆组件能够实现多芯光纤低损耗一致性很好。

2)套管及其对准设计

为了在多模光纤的连接中获得0.5dB以下的损耗,必须要高精度实现2根光纤对准，而且需要光纤连接器在反复插拔下仍然保证精密对准。套管的加工要求达到亚微米的精度。在套管加工中,特别重要的尺寸是套管的外径、孔径和孔的偏心。

3)一体化防尘设计

一体化微型2芯衰减跳线采用一体化设计，其中起到光连接对准作用的陶瓷套管封装在一体化微型2芯衰减跳线的内部，具有径向防尘作用。并且一体化微型2芯衰减跳线采用水平安装的方式，机载环境中的灰尘不会直接落入一体化微型2芯衰减跳线内部陶瓷套管中，所以一体化微型2芯衰减跳线一体化设计具有一定的防尘效果。

本实施例的一体化微型2芯衰减跳线插头插座连接属于机械紧配合，连接间隙小于0.05mm，一般的颗粒杂质无法进入连接器内部。并且2芯连接器和双芯光连接器连接处有密封圈，可以二次防尘，正常工作过程中不会有影响光损耗的灰尘进入。只要2芯连接器与双芯光连接器分离就可以及时加盖防尘帽，就会起到防止被污染的效果。

4)低损耗设计

此项指标的意思为，2个插头与装配装配后的连接损耗要求≤0.5dB，重复性≤0.3dB，互换性≤0.3dB，影响此项目指标的因素有以下几点：

1、原材料控制

连接器中最关键的原材料为陶瓷插针体，它直接影响到光纤连接器对接时的横向偏差、角度偏差、间隙，这些参数直接决定连接器的插入损耗指标。

在实际的光纤连接器中，其端面预紧力的结构设计已基本上不存在因间隙引起的损耗。因此，如何减小横向偏差和角度偏差就成了光纤连接器开发的关键，陶瓷插针体作为关键原材料，它的筛选显得尤为必要，它是制作出高质量连接器的初步保证。

	筛选项目	要求	仪器设备
				1	长度	10.5mm±0.05mm	千分尺
2	偏心度	≤0.0014mm	偏心度测试仪
				3	内径	Φ0.125mm	标准针规
4	内径角偏差	≤17’	细孔角度测试仪
				5	外径	2.499mm±0.0005mm	外径测试仪

2、端接力设计：

光纤连接器中陶瓷插针对接时的端面接触力，存在一个最佳力值，标准给出插针体端面应力应在7.8～11.8N之间。

针对本实施例所设计的小型连接器，设计弹簧参数如下：

1、材质：不锈钢，切变模量G＝80000Mpa

2、簧丝直径：d＝Φ0.4mm，中径D＝Φ2.4mm，旋绕比＝6

4、总圈数＝8+2；有效圈数＝8，支撑圈＝2，自由高度9.3mm

5、连接器弹簧腔体设计长为6mm

按以下公式计算单个弹簧产生的端接力为8.1N

那么2只弹簧产生的端接力为16.2N，去除陶瓷套管的拔出力5N，连接器插头与插座插配时插针体端面应力为11.2N，满足设计要求。

3、研磨工艺：

在连接器制作时往往要求互换性和重复性指标时，时通常采用制作多套连接器成品，进行互换试验，筛选出能满足互换性指标的样品。

在本实施例使用光纤干涉仪后，精密控制光纤端面质量，首次把重复性和互换性指标进行参数化控制，根据近年来的产品制作经验，提出以下控制指标：

	筛选项目	要求	仪器
				1	顶点偏移	≤50μm	千分尺
2	光纤高度	±50μm	偏心度测试仪
				3	曲率半径	7μm～25μm	标准针规

由上可知，本实用新型实施例的一体化微型2芯衰减光缆组件是用于一收一发光链路通过固定值衰减后实现信号传输，具有稳定的衰减损耗、光缆和衰减器一体化设计。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种一体化微型2芯衰减光缆组件，其特征在于：包括相互适配的2芯衰减跳线结构(1)和2芯转接座结构(2)；

所述2芯衰减跳线结构(1)包括2芯铠装光缆(11)，2芯铠装光缆(11)的两端设置两芯插头(12)；

所述2芯铠装光缆(11)包括螺旋不锈钢软管内置2芯光纤；

所述2芯光纤上设置固定值衰减器(13)。

2.根据权利要求1所述的一体化微型2芯衰减光缆组件，其特征在于：所述螺旋不锈钢软管的外部设置护套。

3.根据权利要求2所述的一体化微型2芯衰减光缆组件，其特征在于：所述护套的材质包括高模量凯夫拉芳纶纱、编织网、塑胶。

4.根据权利要求1所述的一体化微型2芯衰减光缆组件，其特征在于：所述2芯转接座结构(2)采用卡口式连接。

5.根据权利要求4所述的一体化微型2芯衰减光缆组件，其特征在于：所述2芯转接座结构(2)采用双弹簧系光路结构。