CN205790707U - 混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电连接器技术领域，具体公开一种混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，包括前外壳、后外壳、固定外壳，所述前外壳和固定外壳之间安装有用于轴向浮动的压缩弹簧；所述前外壳前端外部压装有接触头，所述前外壳的轴孔内装有前绝缘子；所述固定外壳外部套装有卡环；所述后外壳的右端与射频同轴电缆连接，所述射频同轴电缆包括内导体和外导体；所述内导体上套设有插针、后绝缘子。本实用新型的优点是，有效保证了电连接器中的同轴接触件，在整个连接器插合后，能使所有插头上的同轴接触件和插座上的同轴接触件的电气和机械基准面相重合，能够保证各射频传输通道的电压驻波比低、相位一致性好、插损一致性好等性能指标要求。

Description

混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件

技术领域

本实用新型涉及电连接器技术领域，特别是指一种混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，能广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、信息产业等国防重点工程以及邮电通讯等需要传输多路视频、射频信号的各种军工或民用领域。特别是在相控阵雷达、北斗导航等用户整机系统应用最多。

背景技术

随着用户整机系统的日趋复杂、功能不断扩展，外形尺寸不断缩小，相应地系统的集成度也越来越高，各系统单元之间、子系统之间的射频信号传输，更多地需要将多通道或多路射频信号及其它控制信号，以集成、混装的形式，形成多通道或多芯、多路高低频混装电连接器、模块电连接器，实现一次插合过程就能快速完成多通道或多路射频信号及其它控制信号的可靠传输。这类高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器，它由插头和插座两部分构成，其特征是插头中共同设有射频插针接触件和低频信号插针接触件，相应在插座中共同设有射频插孔接触件和低频信号插孔接触件，而且插头和插座中的射频接触件及低频信号接触件的位置坐标分别一一对应，通过插头与插座的快速连接与分离，一次就能实现高、低频多路信号或多路射频信号的接通与断开，大大提高了系统连接的效率和设备的空间利用率，同时，也减少了设备外设端口的设置，减少了设备间的连线，解决了以往高、低频单独走线、设备内空间紧张的不足。

信息技术的发展对信息传输的质量要求更高，要求高保密性、高传输频率、高传输可靠性，耐受各种环境的能力要强。因此，对于高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器所用的同轴接触件，用户对各通道的电压驻波比、相位一致性、插损一致性等均有较高的性能要求，目前现有的同轴接触件，由于本身制造过程的尺寸误差(包括轴向尺寸误差和径向尺寸误差)的存在，还有固定这些多芯同轴接触件的安装板，在加工制造过程中，也存在孔径偏差、孔位偏差、孔的轴向尺寸偏差、各孔的孔距偏差等等，使得这些高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器中的同轴接触件，在整个连接器插合后，很难做到使所有插头上的同轴接触件和插座上的同轴接触件的电气和机械基准面相重合，也就很难保证各通道的电压驻波比、相位一致性、插损一致性等高性能指标要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，采用了轴向压缩弹簧浮动技术、封闭式接触头盲插接触技术、前松后取式接触件固定和拆卸技术、微波射频扩频技术等，有效保证了用于高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器中的同轴接触件，在整个连接器插合后，能使所有插头上的同轴接触件和插座上的同轴接触件的电气和机械基准面相重合，能够保证各射频传输通道的电压驻波比低、相位一致性好、插损一致性好等性能指标要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，包括前外壳、后外壳、固定外壳，所述前外壳和固定外壳之间安装有用于轴向浮动的压缩弹簧，且是全封闭的；

所述前外壳前端外部压装有接触头，前外壳的轴孔内装有前绝缘子；

所述固定外壳外部套装有用于将所述同轴接触件固定和拆卸的卡环；

所述后外壳的右端与射频同轴电缆连接，所述射频同轴电缆包括内导体和屏蔽层；

所述内导体上套设有插针、后绝缘子。

其中，所述前外壳的尾端和后外壳内部均设有用于将前外壳和后外壳连接的螺纹。

其中，所述插针包括公称外径为1.37mm和1.49mm两段，所述前外壳包括公称内径为4.47mm和4.87mm两段。

其中，所述接触头外部开有12个轴向均布槽，并且接触头相对于前外壳后移一段距离，形成封闭式结构，前外壳前端面与外圆过渡处，设计有大圆弧圆角过渡段。

本实用新型的有益效果在于：采用了轴向压缩弹簧浮动技术，能够补偿同轴接触件在加工制造过程中存在的轴向尺寸偏差,能够始终保证整个连接器插合后，插头上的每个同轴接触件和插座上与之相对应的同轴接触件的电气和机械基准面相重合,使得电压驻波比更低，相位一致性、插损一致性更优。

采用了封闭式接触头结构设计技术，使接触头形成一个完整的封闭整体，既保证了微波射频信号传输的特性阻抗连续性，又保证了接触头电气连接的连续性和接触可靠性。

采用了前松后取式接触件固定和拆卸技术，使所述同轴接触件在安装使用和维修拆卸时更加便利。

采用了扩频技术，也能使所述同轴接触件的电压驻波比更低更优秀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对-实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为连接器在插合前、插合后同轴接触件的电气和机械基准面的位置比较示意图；

图3为传统的同轴接触件外导体的插合端开均布槽示意图；

图4为本实用新型安装结构示意图；

图5为本实用新型的拆卸结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，包括前外壳6、后外壳7、固定外壳8，所述前外壳6和固定外壳8之间安装有用于轴向浮动的压缩弹簧5；所述前外壳6前端外部压装有接触头2，使特性阻抗连续的前外壳6外部不开槽，使电气可靠传输和连接的接触头2部分，开有12个轴向均布槽，并把接触头2后移一段距离，并且在前外壳6前端面与外圆过渡处，设计有大圆弧圆角过渡，形成了封闭式接触头和盲插接触的结构；前外壳6的轴孔内装有前绝缘子3；所述固定外壳8外部套装有卡环9；所述后外壳7的右端与射频同轴电缆12连接，所述射频同轴电缆12包括内导体10和屏蔽层11；所述内导体10上套设有插针1、后绝缘子4。

装配时，用自制的装配工装把接触头2压配到前外壳6上，到位后，旋入压缩弹簧5，并检查它应能轴向自由移动和转动。之后，把前绝缘子3装入前外壳6，到位后套上固定外壳8，推动它使压缩弹簧5预压缩，然后在后外壳7的内螺纹部位涂少许螺纹锁固胶，再旋入到刚才组装的前外壳6尾端螺纹上，继续推动固定外壳8，直到后外壳7旋到不能再旋动为止，表明已经到位。接着在接触头2外面套上装卡环9的夹具，把卡环9装配到位，旋转之应转动灵活。

接下来就是装接电缆过程：首先按照设计规范对射频同轴电缆12剥线尺寸要求，进行剥线。完成后，在射频同轴电缆12的内导体10上套上所述同轴接触件的后绝缘子4和插针1，使插针1、后绝缘子4和射频同轴电缆12的剥线端面三者保持紧贴，接着对插针1和射频同轴电缆12的内导体10在后绝缘子4的定位下进行焊接，要求焊点光滑、饱满、无虚焊、无气泡。完成后把它推入到前面组装的组件内，到位后在后外壳7的右端面处和射频同轴电缆12的屏蔽层11进行焊接。

轴向压缩弹簧浮动技术

在同轴接触件的前外壳6和固定外壳8之间设计有用于轴向浮动的压缩弹簧5，，形成了全封闭的轴向压缩弹簧浮动的结构，并通过后外壳7和前外壳6之间的螺纹连接使该同轴接触件的外部各结构件有机结合在一起。

图2示出了连接器在插合前、插合后所述同轴接触件的电气和机械基准面的位置比较。在图2中，连接器未插合前，对压缩弹簧5预先设计有一定的预压力，在连接器插合过程中，来自另一端连接器的插入力，会逐步克服这一预压力，而使固定于高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器中的每个同轴接触件的电气和机械基准面，均不同程度地后移一段距离δ(即压缩浮动量)。该压缩浮动量δ就能够补偿同轴接触件在加工制造过程中存在的轴向尺寸偏差。虽然每个同轴接触件的电气和机械基准面，因制造偏差使得后移的距离δ可能不一样，但有压缩弹簧5的预压力作用，就能够始终保证整个连接器插合后，插头上的每个同轴接触件和插座上与之相对应的同轴接触件的电气和机械基准面相重合。

另外，同轴接触件的前外壳6、后外壳7和固定外壳8之间设计有少量的间隙，随着压缩弹簧5的浮动作用，能够微量补偿同轴接触件在加工制造过程中存在的径向尺寸偏差，有利于连接器的正常盲插合。

封闭式接触头盲插接触技术

传统的同轴接触件为了保证外导体电气连接的连续性和可靠接触，通常的做法是在外导体的插合端，开有两个或两个以上的轴向均布槽。如图3所示，这部分外导体的材料一般为弹性较好的铜合金材料(如锡磷青铜、铍青铜等)，再通过热处理来获得良好的弹性接触性能，通常，把这一弹性接触的部分，叫做“接触头”。它可以是整体结构(如外导体较小时)，也可以是为了节省贵重有色材料、通过铆接工艺而变成的两体结构。

但是，外导体开槽就会引起射频或微波传输线上特性阻抗的变化，形成新的反射，使电压驻波比(VSWR)变大。根据微波传输线理论，同轴接触件外导体上的轴向均布槽对特性阻抗的变化由下式表示：

$\mathrm{\Δ}Z=0.125{\left(\frac{W}{N}\right)}^2$

式中：ΔZ——特性阻抗变化值，Ω

N——槽的数目；

W——轴向均布槽的槽宽，mm。

从上式可知，ΔZ与槽宽成正比，槽宽越大，阻抗变化越大，相应引起的反射越大，电压驻波比(VSWR)就会越大。

本文所述的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，采用了封闭式接触头结构设计技术，巧妙地把外导体做成两体(如图1所示)：使特性阻抗连续的外导体部分不开槽，使电气可靠传输和连接的接触头2部分，开有12个轴向均布槽，并把接触头2后移一段距离，通过过盈压配和限位技术，使二者形成一个完整的整体，既保证了微波射频信号传输的特性阻抗连续性，又保证了外导体电气连接的连续性和接触可靠性。

另外，在插头和插座的每个同轴接触件的前端面与外圆过渡处，设计有大圆弧圆角过渡，有利于插头连接器和插座连接器啮合连接时的盲插合。

前松后取式接触件固定和拆卸技术

通常情况下，用于高低频混装电连接器、多芯射频集成、模块电连接器中的所述的同轴接触件，数量较多，为了安装和维护、维修的需要，更多的要求是同轴接触件安装方便，维护、维修时能够方便拆卸。所述的同轴接触件采用了前松后取式接触件固定和拆卸技术，使安装和拆卸更加便利。

如图4所示，安装所述同轴接触件时，沿连接器的安装板13尾端面17方向推入同轴接触件，在安装板13内部设计有利于同轴接触件上的卡环9向内收缩的锥形导向斜面，卡环9向内收缩后，继续推动同轴接触件向前移动，当卡环9移动越过安装板13内的定位台阶14时，向内收缩的卡环9会在弹性力的作用下回弹，卡在定位台阶14处，此时会伴随“啪”的一声，表明同轴接触件已安装到位。安装到位的同轴接触件状态如图2所示。

如图5所示，若要拆卸所述同轴接触件时，沿同轴接触件的插合端(前端)，插入拆卸工具18，在拆卸工具18的入口处设计有锥形导向斜面19，在推入过程中它会使同轴接触件上的卡环9向内收缩，当拆卸工具18的入口端面触碰到连接器的安装板13内的定位台阶14时，同样会有到位的响声，此时，再推动拆卸工具18内的推杆20，就能迫使同轴接触件向后安全退出，即可完成“前松后取”功能，实现同轴接触件的拆卸。

微波射频扩频技术

根据微波传输线理论，同轴接触件所能传输微波射频信号的上限频率由下式表示：

$f_c=\frac{2.041c_0}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}\mathrm{\π}(D+d)}\≈\frac{194.765}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}(D+d)}$

式中：C₀——光在真空中的速度，m/s；

ε_r——支撑介质的相对介电常数；

D——同轴接触件屏蔽层11的内径，mm；

d——同轴接触件内导体10的外径，mm；

从上式可知，在支撑介质材料确定不变、并满足阻抗匹配的情况下(εr不变)，同轴接触件所能传输微波射频信号的上限频率f_c与同轴接触件内部直径大小成反比，即同轴接触件越小，相应同轴接触件外导体的内径D和内导体的外径d就越小，上限频率fc就会越大，上限频率大对减小同轴接触件在整个使用频段内尤其是低频段内的电压驻波比(VSWR)特别有效。

如图1所示，所述的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，根据上述原理进行了扩频，把电气和机械基准面后的插针1公称外径由传统的2.1mm，减少为1.37mm和1.49mm两段，根据阻抗匹配要求，相应前外壳6公称内径由传统的6.87mm，减少为4.47mm和4.87mm两段，这样就能把传统的同轴接触件上限频率fc由6GHz理论扩频到21.5GHz。通过试验测试验证，扩频后所述同轴接触件的电压驻波比(VSWR)比传统的同类型规格下降了很多，扩频技术取得了成功。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，其特征在于：包括前外壳(6)、后外壳(7)、固定外壳(8)，所述前外壳(6)和固定外壳(8)之间安装有用于轴向浮动的压缩弹簧(5)，且是全封闭的；

所述前外壳(6)前端外部压装有接触头(2)，前外壳(6)的轴孔内装有前绝缘子(3)；

所述固定外壳(8)外部套装有用于将所述同轴接触件固定和拆卸的卡环(9)；

所述后外壳(7)的右端与射频同轴电缆(12)连接，所述射频同轴电缆(12)包括内导体(10)和屏蔽层(11)；

所述内导体(10)上套设有插针(1)、后绝缘子(4)。

2.根据权利要求1所述的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，其特征在于：所述前外壳(6)的尾端和后外壳(7)内部均设有用于将前外壳(6)和后外壳(7)连接的螺纹。

3.根据权利要求1所述的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，其特征在于：所述插针(1)包括公称外径为1.37mm和1.49mm两段，所述前外壳(6)包括公称内径为4.47mm和4.87mm两段。

4.根据权利要求1所述的混装及模块电连接器用新型浮动盲插同轴接触件，其特征在于：所述接触头(2)外部开有12个轴向均布槽，并且接触头(2)相对于前外壳(6)后移一段距离，形成封闭式结构，前外壳(6)前端面与外圆过渡处，设计有大圆弧圆角过渡段。