CN211062866U - 一种等相位连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种等相位连接装置，解决高频段范围内不等间距到等间距之间等相位连接的问题。该装置包括辐射板、射频电缆板、背板、第一连接器、第二连接器、转接器和第三连接器；辐射板上设置有辐射安装孔，且多个辐射安装孔为不规则排布，第一连接器安装在辐射安装孔内；射频电缆板由多个子阵依次拼接组成，子阵上设置有多个连接器安装孔；第二连接器安装在连接器安装孔内，且第一连接器和第二连接器通过转接器连接；背板上端面设置有多个阵列栅条板，背板上设置有多个呈规律排布的栅条孔，且栅条孔贯穿阵列栅条板，第三连接器安装在栅条孔内，且通过柔性线缆与第二连接器连接；每个子阵的下端面设置有支撑射频电缆板的支撑柱。

Description

一种等相位连接装置

技术领域

本实用新型涉及连接装置，具体涉及一种等相位连接装置。

背景技术

自雷达问世以来，雷达技术获得了高速发展，有源相控阵雷达已成为雷达发展中的主流。迄今为止，各种地面防控、舰船防御、导弹制导、炮位侦察、机载火控和靶场测量等普遍采用了有源相控阵雷达技术。无论是何种用途的有源相控阵雷达，均需要设置少者几十个，多则成千上万个T/R组件，T/R组件完成接受任务、发射任务和天线波束电扫描等功能，T/R组件的性能直接决定了雷达整机的各项指标，可见有源相控阵天线的阵列单元和TR组件是有源相控阵天线核心组成部分，因此天线结构构型首先取决于阵列单元与T/R组件的对应位置关系。

现有相控阵天线内部结构包括等距阵列结构、区域集中阵列结构、整体集中阵列结构、分离阵列结构、扩展阵列结构、叠层阵列结构等。其中等距阵列结构TR组件排列分散，不利于后端设备集成，适用于低频段或高频段大间距天线结构；区域集中阵列这种结构适用于阵列单元间距大于TR组件宽度与厚度尺寸的天线，两者之间位置不是一一对应，造成设计复杂，电讯损耗有所增加；整体集中阵列和分离阵列结构往往需要较长的电缆实现互联，电讯损耗很大；扩展阵列结构多用于TR组件尺寸大于阵列单元间距的情况，TR组件采用多通道形式适用于X波段以上的高频段、小口径天线；叠层阵列结构采用新一代的片式结构，需要高密度集成技术和小型化的多功能专用芯片、高性能高可靠性射频电路和控制电路作为技术支撑，其成本过高。

大多数情况下，阵列单元与T/R组件不是一一对应，且两者不能直接互联，必须增加过渡连接层，在传统的微波系统中，由于信号通道多，高频传输要求高，各个功能模块之间的高频信号传输几乎完全依靠刚性电缆和高频连接器等，使得其结构体积大，设计复杂，且现有过渡层多为电缆直接连接，或者做简易的结构处理等，无法很好的在高频段实现不等间距到等间距等相位的连接要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决在高频段范围内不等间距到等间距之间等相位连接的问题，提供一种等相位连接装置，用于实现相控阵天线阵面与组件之间的互联。

为实现以上实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种等相位连接装置，包括辐射板、射频电缆板、背板、第一连接器、第二连接器、转接器和第三连接器；所述辐射板上设置有多个贯通的辐射安装孔，且多个辐射安装孔为不规则排布，所述第一连接器安装在辐射安装孔内；所述射频电缆板位于辐射板的下方，由多个子阵依次拼接组成，所述子阵上设置有多个连接器安装孔；所述第二连接器安装在连接器安装孔内，且第一连接器和第二连接器通过转接器连接；所述背板位于射频电缆板的下方，其上端面上设置有多个阵列栅条板，所述背板上设置有多个呈规律排布的栅条孔，且栅条孔贯穿阵列栅条板，所述第三连接器安装在栅条孔内，且通过柔性线缆与第二连接器连接；每个子阵的下端面设置有支撑射频电缆板的支撑柱，所述支撑柱用于柔性线缆的绕制，实现第二连接器和第三连接器的等间距等相位连接。

进一步地，所述子阵上设置有多个过线孔，用于柔性线缆的绕制。

进一步地，所述子阵上设置有支撑凸台，用于支撑辐射板。

进一步地，所述支撑凸台上设置有连接器安装孔，用于安装第二连接器。

进一步地，所述第一连接器包括第一插针、第一绝缘子、第一壳体、第一挂耳和第一套筒；所述第一壳体通过第一挂耳安装在辐射板上，所述第一套筒设置在第一壳体内，所述第一插针设置在第一套筒内，所述第一绝缘子设置在第一插针和第一套筒之间，实现第一插针的绝缘。

进一步地，所述第二连接器包括第二套筒、第二插针、第二绝缘子、第二壳体、第二弹簧、螺母和第二卡环；所述第二套筒设置在连接器安装孔内，所述第二壳体设置在第二套筒内，所述第二插针设置在第二壳体内，所述第二绝缘子设置在第二插针和第二壳体之间，实现第二插针的绝缘，所述第二弹簧套装在第二壳体上，一端通过第二套筒的台阶限位，另一端通过套装在第二壳体上的第二卡环轴向限位，所述螺母套装在第二壳体上，内侧设置有环形凸台，所述环形凸台与位于第二壳体的一侧，对第二壳体进行轴向限位；同时，所述螺母位于第二套筒内，且与第二套筒螺纹连接，对第二卡环进行轴向限位。

进一步地，所述转接器包括转接壳体、转接绝缘子、转接卡环和转接插座；所述转接插座设置在转接壳体内，所述转接绝缘子设置在转接插座和转接壳体之间，实现转接插座的绝缘；所述转接卡环安装在转接壳体上，分别与第一连接器、第二连接器配合，实现第一连接器、第二连接器的轴向限位。

进一步地，所述第三连接器包括第三插针、第三绝缘子、第三壳体、第三弹簧和法兰；所述第三插针设置在第三壳体内，所述第三绝缘子设置在第三插针和第三壳体之间，实现第三插针的绝缘，所述第三弹簧套装在第三壳体上，且第三弹簧的一端通过设置在第三壳体上的限位凸台限位，另一端通过法兰限位，所述法兰通过连接件设置在背板上。

进一步地，所述第一绝缘子、第二绝缘子、第三绝缘子均为聚四氟乙烯。

进一步地，所述辐射板、背板均为铝板。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1.本实用新型等相位连接装置的辐射板上设置有多个不规则排布的辐射安装孔，背板上设置有多个呈规律排布的栅条孔，射频电缆板由多个子阵拼接组成，每个子阵的下端面设置有支撑柱，第二连接器和第三连接器通过柔性线缆，将柔性线缆绕制在支撑柱上，使得柔性线缆在第二连接器和第三连接器之间实现等间距连接，从而实现在不规则互联技术下,实现了不等间距到等间距等相位的需求。

2.本实用新型等相位连接装置的射频电缆板采用了“板式分条块”结构设计,便于加工、调试、安装。

3.本实用新型等相位连接装置的背板和辐射板之间设置有第一连接器、第二连接器、转接器，第一连接器、第二连接器、转接器为浮动盲插连接器接头，浮动盲插连接器接头满足了盲插精度要求，消除误差带来的互连可靠性问题，实现可靠连接。

4.本实用新型等相位连接装置具有布局紧凑合理、集成度高、结构可靠、重量轻、精度高、刚度好、维修性好、散热快等特点。

5.本实用新型等相位连接装置在满足雷达天线质量和环境需求前提下，既满足了天线整体的承载能力和平面刚度，又减轻了重量。

附图说明

图1为本实用新型等相位连接装置的结构示意图(未安装第一连接器、第二连接器、转接器和第三连接器)；

图2为本实用新型等相位连接装置的结构示意图一(省略辐射板)；

图3为本实用新型等相位连接装置的结构示意图二(省略辐射板)；

图4为本实用新型第一连接器、第二连接器、转接器和第三连接器的安装示意图；

图5为本实用新型第一连接器的结构示意图；

图6为本实用新型第二连接器的结构示意图；

图7为本实用新型第三连接器的结构示意图；

图8为本实用新型转接器的结构示意图。

附图标记：1-辐射板，2-射频电缆板，3-背板，4-第一连接器，5-第二连接器，6-转接器，7-第三连接器，8-支撑柱，11-辐射安装孔，21-子阵，22-连接器安装孔，23-过线孔，24-支撑凸台，31-阵列栅条板，32-栅条孔，41-第一插针，42-第一绝缘子，43-第一壳体，44-第一挂耳，45-第一套筒，51-第二套筒，52-第二插针，53-第二绝缘子，54-第二壳体，55-第二弹簧，56-螺母，57-第二卡环，561-环形凸台，61-转接壳体，62-转接绝缘子，63-转接卡环，64-转接插座，71-第三插针，72-第三绝缘子，73-第三壳体，74-第三弹簧，75-法兰，731-限位凸台。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型技术方法进行详细说明。

本实用新型提供了一种用于高集成雷达天线的等相位连接装置，该装置中，射频电缆板采用“板式分条块”结构，在辐射单元一侧整体采用铝板“分块”加工后拼接成型，并与辐射单元相连；同时，在背板一侧整体采用铝板“分条”加工后拼接成型，并与背板相连；拼接成型后在两者中间位置通过支撑柱架起空间，采用柔性电缆与浮动盲插连接器接头在不规则互联下,实现了不等间距到等间距等相位的需求，此等相位连接装置具有布局紧凑合理、集成度高、结构可靠、重量轻，精度高、刚度好、维修性好、散热快等特点。

如图1至图8所示，本实用新型提供一种等相位连接装置，包括辐射板1、射频电缆板2、背板3、第一连接器4、第二连接器5、转接器6和第三连接器7。

辐射板1上设置有多个贯通的辐射安装孔11，且多个辐射安装孔11为不规则排布，第一连接器4安装在辐射安装孔11内；射频电缆板2位于辐射板1的下方，由多个子阵21依次拼接组成，子阵21上设置有多个连接器安装孔22；第二连接器5安装在连接器安装孔22内，且第一连接器4和第二连接器5通过转接器6连接；背板3位于射频电缆板2的下方，其上端面上设置有多个阵列栅条板31，背板3上设置有多个呈规律排布的栅条孔32，且栅条孔32贯穿阵列栅条板31，第三连接器7安装在栅条孔32内，且第三连接器7通过柔性线缆与第二连接器5连接；每个子阵21的下端面设置有支撑射频电缆板2的支撑柱8，支撑柱8用于柔性线缆的绕制，实现第二连接器5和第三连接器7的等间距等相位连接。该支撑柱8既可充当定位功能，又可充当顶柱，增加了射频电缆板2的强度，提高连接可靠性。子阵21上设置有多个过线孔23，用于柔性线缆的绕制，使得柔性线缆的绕制更加方便。子阵21上设置有支撑凸台24，使得辐射板1、射频电缆板2之间具有一定的空间，方便柔性线缆的绕制，同时，支撑凸台24上设置有连接器安装孔22，可安装更多的第二连接器5。

背板3下侧设置有T/R组件、冷却系统、一分六功分器、一分十六功分器等(有T/R组件、冷却系统、一分六功分器、一分十六功分器为有源相控阵雷达中的器件，图中未体现)，背板3上第三连接器7与规律排布的T/R组件连接；背板3和射频电缆板2采用铝板一次加工成型，背板3下侧周边设置有冷却系统，可以有效解决系统散热问题，背板3呈现有规则排布的栅条孔，而辐射板呈现不规则排布的辐射安装孔，两者之间则呈现不规则互联，因此，本实用新型在辐射板1与背板3中间通过增加射频电缆板2来实现电气传输，采用柔性电缆与浮动盲插连接器接头在不规则互联下,实现了不等间距到等间距等相位的需求。

如图5所示，第一连接器4包括第一插针41、第一绝缘子42、第一壳体43、第一挂耳44和第一套筒45；第一壳体43通过第一挂耳44安装在辐射板1上，第一套筒45设置在第一壳体43内，第一插针41设置在第一套筒45内，第一绝缘子42设置在第一插针41和第一套筒45之间，实现第一插针41的绝缘。

如图6所示，第二连接器5包括第二套筒51、第二插针52、第二绝缘子53、第二壳体54、第二弹簧55、螺母56和第二卡环57；第二套筒51设置在连接器安装孔22内，第二壳体54设置在第二套筒51内，第二插针52设置在第二壳体54内，第二绝缘子53设置在第二插针52和第二壳体54之间，实现第二插针52的绝缘，第二弹簧55套装在第二壳体54上，一端通过第二套筒51的台阶限位，另一端通过套装在第二壳体54上的第二卡环57轴向限位，螺母56套装在第二壳体54上，其内侧设置有环形凸台561，环形凸台561位于第二壳体54一侧，对第二壳体54内进行轴向限位；同时，螺母56位于第二套筒51内，且与第二套筒51螺纹连接，用于对第二卡环57进行轴向限位。

如图8所示，转接器6包括转接壳体61、转接绝缘子62、转接卡环63和转接插座64；转接插座64设置在转接壳体61内，转接绝缘子62设置在转接插座64和转接壳体61之间，实现转接插座64的绝缘；转接卡环63安装在转接壳体61上，分别与第一连接器4、第二连接器5配合，实现第一连接器4、第二连接器5的轴向限位。

如图7所示，第三连接器7包括第三插针71、第三绝缘子72、第三壳体73、第三弹簧74和法兰75；第三插针71设置在第三壳体73内，第三绝缘子72设置在第三插针71和第三壳体73之间，实现第三插针71的绝缘，第三弹簧74套装在第三壳体73上，且第三弹簧74的一端通过设置在第三壳体73上的限位凸台731限位，另一端通过法兰75限位，法兰75通过连接件设置在背板3上。第一绝缘子42、第二绝缘子53、第三绝缘子72均为聚四氟乙烯，辐射板1、背板3均为铝板。

如图1和图2所示，辐射板1分为四个象限，一个象限有22个子阵21，与此一一相对应的，射频电缆板2分为四个象限，一个象限有22个子阵21，T/R组件呈现有规则排布，因此，与T/R组件连接的第三连接器7呈现有规则排布，而辐射板1上的第一连接器4呈现不规则排布，两者之间通过射频电缆板2实现不规则互联，相比较市面上规则排布互连技术，此不规则互联技术将是雷达行业的有一大突破。

在等相位连接装置的安装时，辐射板1采用硬铝板一次加工成型，采用定位螺钉和定位销将其固定在有源相控阵雷达的围框上，背板3采用硬铝板一次加工成型，采用定位螺钉和定位销将其固定在有源相控阵雷达的围框上。

本实用新型射频电缆板2整体采用铝板分块加工后拼接成型，并与辐射单元(辐射板1和第一连接器4)相连；同时，阵列栅条板31整体采用铝板分条加工后拼接成型与背板3相连，拼接成型后在两者中间位置通过设置支撑柱8架起空间，方便布线。

在本实用新型中，射频电缆板2采用铝板加工成型，设计过程中，结构上采取为“分块设计”，材料上选用“软铝”材料，此结构有以下优势：1.按子阵分块，简化了阵面布线设计，提高的组装效率；2.按子阵21分块，方便安装、调试与维修；3.按子阵21分块，加工难度小，成本低；4.选用“软铝”材料，加工变形量小，多路的互换性提高。

在本实用新型中，阵列栅条板31采用铝板加工成型，设计过程中，结构上采取为“分条设计”，材料上选用“硬铝”材料，此结构有以下优势：1.简化了阵面布线设计，提高的组装效率；2.方便安装、调试与维修；3.加工难度小，成本低；4.选用“硬铝”材料，有效解决刚度差的问题。

本实用新型等相位连接装置可设置近3000根电缆，使用频率为14～18GHz。本实用新型等相位连接装置的射频电缆板2在电性能方面使用频带较宽，使用的频率达到18GHz，现有大多数雷达工作频段都在X波段：8～12GHz以下，不能满足在雷达电子战、多功能一体化对有源子阵21宽频带的需求，本实用新型连接装置可满足上述要求。

在传统的相控阵天线结构设计中，由于信号通道多，高频传输要求高，各个功能模块之间的高频信号传输几乎完全依靠刚性电缆和高频连接器等，使得其结构复杂、体积大占用较多空间尺寸，本实用新型通过选用柔性电缆及打弯技术，同时采用结构性“分块”和“分条”设计，缩小了结构件的体积，节约了安装空间,实现了不等间距到等间距等相位的需求，同时适合高频信号的传输。

本实用新型等相位连接装置使用频率高，且两端射频接口均采用的是带有浮动的盲配式连接器，为了减重均采用铝材，而铝材在加工过程中易变形位置会导致连接器高度不一致，连接器安装不到位以至出现无法连通的问题，同时板间连接器定位要求较高，在多组使用时对准插合困难，内导体易被损坏；本实用新型两端接头考虑增加浮动，从而避免因平面度问题而导致的辐射器装配不到位的问题，同时有效的保证了产品在多路对插因误操作和加工误差而导致的插合困难，为插合可靠性提供了保护。

Claims (10)

1.一种等相位连接装置，其特征在于：包括辐射板(1)、射频电缆板(2)、背板(3)、第一连接器(4)、第二连接器(5)、转接器(6)和第三连接器(7)；

所述辐射板(1)上设置有多个贯通的辐射安装孔(11)，且多个辐射安装孔(11)为不规则排布，所述第一连接器(4)安装在辐射安装孔(11)内；

所述射频电缆板(2)位于辐射板(1)的下方，由多个子阵(21)依次拼接组成，所述子阵(21)上设置有多个连接器安装孔(22)；所述第二连接器(5)安装在连接器安装孔(22)内，且第一连接器(4)和第二连接器(5)通过转接器(6)连接；

所述背板(3)位于射频电缆板(2)的下方，其上端面上设置有多个阵列栅条板(31)，所述背板(3)上设置有多个呈规律排布的栅条孔(32)，且栅条孔(32)贯穿阵列栅条板(31)，所述第三连接器(7)安装在栅条孔(32)内，且通过柔性线缆与第二连接器(5)连接；

每个子阵(21)的下端面设置有支撑射频电缆板(2)的支撑柱(8)，所述支撑柱(8)用于柔性线缆的绕制，实现第二连接器(5)和第三连接器(7)的等间距等相位连接。

2.根据权利要求1所述的等相位连接装置，其特征在于：所述子阵(21)上设置有多个过线孔(23)，用于柔性线缆的绕制。

3.根据权利要求2所述的等相位连接装置，其特征在于：所述子阵(21)上设置有支撑凸台(24)，用于支撑辐射板(1)。

4.根据权利要求3所述的等相位连接装置，其特征在于：所述支撑凸台(24)上设置有连接器安装孔(22)，用于安装第二连接器(5)。

5.根据权利要求1至4任一所述的等相位连接装置，其特征在于：所述第一连接器(4)包括第一插针(41)、第一绝缘子(42)、第一壳体(43)、第一挂耳(44)和第一套筒(45)；

所述第一壳体(43)通过第一挂耳(44)安装在辐射板(1)上，所述第一套筒(45)设置在第一壳体(43)内，所述第一插针(41)设置在第一套筒(45)内，所述第一绝缘子(42)设置在第一插针(41)和第一套筒(45)之间，实现第一插针(41)的绝缘。

6.根据权利要求5所述的等相位连接装置，其特征在于：所述第二连接器(5)包括第二套筒(51)、第二插针(52)、第二绝缘子(53)、第二壳体(54)、第二弹簧(55)、螺母(56)和第二卡环(57)；

所述第二套筒(51)设置在连接器安装孔(22)内，所述第二壳体(54)设置在第二套筒(51)内，所述第二插针(52)设置在第二壳体(54)内，所述第二绝缘子(53)设置在第二插针(52)和第二壳体(54)之间，实现第二插针(52)的绝缘，所述第二弹簧(55)套装在第二壳体(54)上，一端通过第二套筒(51)的台阶限位，另一端通过套装在第二壳体(54)上的第二卡环(57)轴向限位；

所述螺母(56)套装在第二壳体(54)上，内侧设置有环形凸台(561)，所述环形凸台(561)位于第二壳体(54)的一侧，对第二壳体(54)内进行轴向限位；同时，所述螺母(56)位于第二套筒(51)内，与第二套筒(51)螺纹连接，对第二卡环(57)进行轴向限位。

7.根据权利要求6所述的等相位连接装置，其特征在于：所述转接器(6)包括转接壳体(61)、转接绝缘子(62)、转接卡环(63)和转接插座(64)；

所述转接插座(64)设置在转接壳体(61)内，所述转接绝缘子(62)设置在转接插座(64)和转接壳体(61)之间，实现转接插座(64)的绝缘；所述转接卡环(63)安装在转接壳体(61)上，分别与第一连接器(4、)第二连接器(5)配合，实现第一连接器(4)、第二连接器(5)的轴向限位。

8.根据权利要求7所述的等相位连接装置，其特征在于：所述第三连接器(7)包括第三插针(71)、第三绝缘子(72)、第三壳体(73)、第三弹簧(74)和法兰(75)；

所述第三插针(71)设置在第三壳体(73)内，所述第三绝缘子(72)设置在第三插针(71)和第三壳体(73)之间，实现第三插针(71)的绝缘，所述第三弹簧(74)套装在第三壳体(73)上，且第三弹簧(74)的一端通过设置在第三壳体(73)上的限位凸台(731)限位，另一端通过法兰(75)限位，所述法兰(75)通过连接件设置在背板(3)上。

9.根据权利要求8所述的等相位连接装置，其特征在于：所述第一绝缘子(42)、第二绝缘子(53)、第三绝缘子(72)均为聚四氟乙烯。

10.根据权利要求9所述的等相位连接装置，其特征在于：所述辐射板(1)、背板(3)均为铝板。

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