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CN104241987B - 强健的高频连接器 - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

一种电缆组件，包括：同轴电缆，其具有安装在其上的有源器件；基本包围同轴电缆的壳体；以及安装在壳体外侧并与同轴电缆连接的装接连接器。

Description

强健的高频连接器
技术领域
本公开涉及电连接器，特别地涉及高频小信号连接器。
背景技术
可能期望高频静电放出(ESD)保护器具有短的物理长度。基于带狭槽的半刚性同轴电缆结构的ESD保护器解决方案，例如图1所示，可满足所要求的高频性能需求。然而，当采用图1的结构时，为了构建短电缆长度设计，如图2所见，在测试和处理短电缆长度过程中遇到高故障率。
如图1所示的ESD保护设备100被证明对于长的半刚性同轴电缆是有效的。ESD保护设备100包括在有源（active）器件狭槽102内的有源器件。在电缆连接至ESD保护设备100时，由于在EDS保护设备中的弯曲，当连接电缆时附连至有源器件的内导体(未示出)不转动，参见图1。
当电缆长度被截短并去除弯曲段以配合例如外部时域反射计(TDR)模块保护器的采样示波器生产线的形态因数需求时，发现了非常高的故障率。由于有源器件狭槽102内脆弱的有源器件因ESD保护设备200的中央电缆导体从其最初位置的转动(该动作撕裂有源器件狭槽102中的有源器件)而被撕开，被截短的ESD保护设备200出故障。被截短的电缆不具有足够的PTFE或Teflon以将中央导体保持在位。结果，电缆中央导体在由用户转动时将连同焊接在其上的连接器中央引脚一起转动。该中央导体的转动拉拽有源器件狭槽102中的有源器件的附连臂并由于有源器件中的每一个的臂仍然附连至固定的外部导体而将它们撕开。已证实SMA(超小型型式A)式高频连接器上的中央引脚转动在历史上存在问题并将在某时对产业构成麻烦。触发动作是用户经常频繁地无意地转动匹配部件的本体而不是仅转动连接器耦接螺母，后者才是用户当配合连接器时应当做的。这使有源器件狭槽102中的有源器件在截短的ESD保护设备200中撕裂。如前所述，图1中所示的弯曲保护较长ESD保护设备100中的内导体，使之不至于转动并损伤其安装的有源器件。
因此，仍然需要一种ESD保护设备200，它长度短并且不包括ESD保护设备100的弯曲，但它防止有源器件狭槽102中的有源器件当连接至电缆时的撕裂。
发明内容
所披露的技术的某些实施例包括电缆组件，该电缆组件包括：其上安装有源器件的同轴电缆；包围所述同轴电缆的壳体；以及安装在所述壳体外侧并与同轴电缆连接的装接(launch)连接器。
披露技术的另外一些实施例包括一种系统，该系统包括：受测设备；测试和测量仪器；以及电缆组件。电缆组件包括：其上安装有源器件的同轴电缆；基本包围所述同轴电缆的壳体；以及安装在所述壳体外侧并与同轴电缆连接的两个装接连接器。这些装接连接器中的一个将电缆组件附连至受测设备并且另一装接连接器将电缆组件附连至测试和测量仪器。
附图说明
图1示出现有技术的ESD保护设备。
图2示出另一现有技术ESD保护设备。
图3示出所披露技术的电缆组件的顶视图。
图4示出图3的导体。
图5示出沿图3中的线5-5得到的装接连接器的端视图。
图6示出在图3的壳体内的图4的导体。
图7示出使用图3的电缆组件的系统。
具体实施方式
在不必以比例绘出的附图中，所披露的系统和方法的相同或相应的元件由相同附图标记表示。
所披露的技术涉及一种特殊技术，它用以在装接连接器引脚插孔和同轴电缆的内导体之间引入滑动关节以使装接连接器的中央引脚的转动不导致同轴电缆的内导体的转动。同轴电缆包括在有源器件狭槽102中平行安装的脆弱的有源器件。有源器件狭槽102中的脆弱的有源器件可以是例如二极管(未示出)。
在所披露的技术中，不是像典型同轴电缆那样在连接器上使用焊料，而是将电缆组件300分割成三个区段。电缆组件300，如图3所示，包括位于壳体304内的同轴电缆302。两个装接连接器306附连至壳体304。装接连接器306使电缆组件300附连至其它电缆，这些电缆可连接至设备或测试和测量仪器。
优选地，装接连接器306是标准边缘装接连接器，例如由Southwest Microwave公司出售的2.4mm连接器。披露的技术中使用的装接连接器306优选地是针对将微波从同轴电缆环境传输至带状线或微带状线的设计的装接连接器。然而可使用任何装接连接。装接连接器一般具有多个直径的装接引脚可供使用。然而在所披露的技术中，装接引脚不与装接连接器306一起使用，如下文中更完整地描述的那样。装接连接器306不一定采取图3和图5所示的形状。例如，可使用较窄的双孔安装装接连接器。如下文中更完整描述的具有装接引脚插孔的任何装接连接器可被使用。
在图4中更详细示出的同轴电缆302包括外导体400、具有两个部分402、404的内导体以及绝缘层406。内导体的一部分402位于壳体304内侧(这里指内导体的内部分402)并且内导体的一部分404位于壳体304外侧(这里指内导体的外部分404)，如将在下面结合图6更详细讨论的那样。图4示出同轴电缆302的一段。尽管未示出，电缆的相对端具有与图2所示相同的配置。优选地，同轴电缆302是低损耗的0.21844cm直径的半刚性同轴电缆。然而，可使用任何同轴电缆。
位于壳体之外的内导体部分404配合在装接连接器306的装接引脚插孔500内，如图5所示，装接引脚插孔500内一般插入装接引脚。这允许射频信号从装接连接器306进入电缆组件300或从电缆组件300行进至装接连接器306。内导体404的长度允许内导体404从壳体304外壁向外伸出仅足以与装接引脚插孔500匹配而不会降至最低点的长度。前述壳体304维持传输线整体性。此外，壳体304将同轴电缆302保持和对准于装接连接器306。也就是说，装接连接器306经由装接连接器306中的孔502被螺纹拧入到壳体304上。壳体304必须具有非常准确的尺寸控制以使内导体的外部分404位于壳体304外侧，如前面描述和下文中进一步描述的那样。
如图6所示，同轴电缆的外导体400的尺寸被设计成正好是壳体304的长度。内导体404的外部的尺寸被设计成延伸超过壳体304的外壁大约0.1143cm。然而，内导体的内部分402的尺寸被设计成正好等于壳体304和外导体400的长度。也就是说，内导体的外部404延伸超出壳体306。位于壳体304内的内导体的内部402具有优选地大约为0.05588cm的直径。位于壳体外侧的内导体部分404的直径被减小至0.04572cm。此外，位于壳体外侧的内导体部分404可成斜角。成斜角有助于将内导体的外部404配合到装接连接器306的装接引脚插孔500中。
当诸如SMA电缆的电缆被附连至电缆组件300时，电缆的连接螺母被螺纹拧入到装接连接器306上。由于内导体402、404位于装接连接器306的装接引脚插孔500内，内导体402、404可相对于装接引脚插孔500自由地转动并且不跟随装接引脚插孔500的旋转运动。这防止内导体402、404独立于外导体400地转动，进而防止同轴电缆302上的有源器件狭槽102中脆弱的有源器件当电缆组件300附连至电缆或仪器的另一匹配连接器时被撕裂。也就是说，装接连接器306的装接引脚插孔500以及同轴电缆302的内导体402、404可彼此独立地转动。
位于壳体外侧的内导体404被镀覆以至少0.000762cm厚的金和在金下面的0.000127cm的镍阻挡层。此外，外导体302的端部也被镀覆以至少0.0000762cm厚的金和在金下面的0.000127cm的镍阻挡层。这种镀覆确保当适当的接触点在装接引脚插孔500和内导体404之间滑动时，在两本体之间总是维持可靠的低阻路径。构建有这种滑动关节(由电缆组件300和装接连接器306构成)的高频ESD保护器已被证明在维持良好的电接触方面是可靠的并且在抑制有源器件狭槽102内的有源器件的撕裂失效方面非常有效。
尽管壳体已基本上是矩形的，然而本领域内技术人员将理解，壳体可也表现为其它形状，例如圆柱形。
图7示出一种系统，其中使用电缆组件300的设计构建的ESD保护器在对受测设备700进行测量的同时用来保护测试和测量仪器702(例如示波器)。装接连接器306中的一个附连至电缆，该电缆通往受测设备700。另一装接连接器306附连至测试和测量仪器702。这允许安全地执行高频测量而没有对测试和测量仪器的ESD损伤的风险。图7示出的电缆组件使用恰面结合图3-6讨论的相同电缆组件300。
所公开技术的原理已在其优选实施例中描述和示出，应当清楚的是，所披露的技术的配置和细节可被修正而不脱离这些原理。我要求保护在下面权利要求书的精神和范围内的所有修改和变型。

Claims (11)

1.一种电缆组件，包括：
同轴电缆，其具有安装在其上的有源器件，包括内导体和外导体；
基本包围所述同轴电缆的壳体，其中所述外导体没有突出超过所述壳体；以及
安装在所述壳体的端部的外侧并与所述同轴电缆连接的装接连接器，其中，所述内导体的一部分延伸超过所述壳体的外壁，并且电连接到所述装接连接器的装接引脚插孔，以便允许所述装接引脚插孔和所述同轴电缆的内导体之间的相对旋转。
2.如权利要求1所述的电缆组件，其中，所述外导体接地。
3.如权利要求1所述的电缆组件，其中，所述内导体延伸超过所述壳体的外壁大约0.1143cm。
4.如权利要求1所述的电缆组件，其中，至少0.0000762cm厚的金伴随下面0.000127cm的镍阻挡层被镀覆到所述内导体延伸超过所述壳体的外壁并在边缘附近围绕所述外导体的部分。
5.如权利要求1所述的电缆组件，其中，所述内导体具有在所述壳体内的大约0.05588cm的直径和在所述壳体外的大约0.04572cm的直径。
6.如权利要求1所述的电缆组件，其中，所述内导体延伸超过所述壳体的所述外壁的部分成斜角。
7.如权利要求1所述的电缆组件，其中，所述电缆是低损耗的0.21844cm直径的半刚性同轴电缆。
8.一种高频静电损伤保护系统，包括：
受测设备；
测试和测量仪器；以及
电缆组件，其包括：
同轴电缆，其具有安装在其上的有源器件，包括内导体和外导体；
基本包围所述同轴电缆的壳体，其中所述外导体没有突出超过所述壳体；以及
安装到所述壳体第一端的外侧并与所述同轴电缆连接的第一装接连接器，以及安装到所述壳体第二端的外侧并与所述同轴电缆连接的第二装接连接器，其中，所述内导体的第一部分延伸超过所述壳体的外壁，并且电连接到所述第一装接连接器的第一装接引脚插孔，所述内导体的第二部分延伸超过所述壳体的外壁，并且电连接到所述第二装接连接器的第二装接引脚插孔，以便允许所述第一装接引脚插孔和所述第二装接引脚插孔中的任一个与所述同轴电缆的内导体的相应部分之间的相对旋转；
其中，所述第一装接连接器和所述第二装接连接器中的一个将所述电缆组件附连至所述受测设备并且所述第一装接连接器和所述第二装接连接器中的另一个将所述电缆组件附连至所述测试和测量仪器。
9.如权利要求8所述的高频静电损伤保护系统，其中，所述外导体接地。
10.如权利要求8所述的高频静电损伤保护系统，其中，所述内导体延伸超过所述壳体的外壁大约0.1143cm。
11.如权利要求8所述的高频静电损伤保护系统，其中，所述内导体具有在所述壳体内的大约0.05588cm的直径和在所述壳体外的大约0.04572cm的直径。
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