低互調(diào)兼容式連接的射頻插座與插頭及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域的射頻連接器，尤其是涉及一種低互調(diào)快插與螺紋兼容連接的射頻連接器及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻連接器是微波傳輸系統(tǒng)中的重要連接與分斷元器件，所連接的射頻電路形式主要有無線通信設(shè)備內(nèi)部各功能模塊之間、天線與收發(fā)射模塊之間、各種射頻同軸電纜之間、微帶電路和印制電路等的連接；射頻連接器的主要應(yīng)用市場有無線通信設(shè)備、汽車電子設(shè)備、醫(yī)療器械、航空航天及軍事導(dǎo)航等領(lǐng)域。射頻連接器的功能及性能指標(biāo)要求是:除了具備可連接和分斷功能外，還必須滿足其連接狀態(tài)下的電氣性能、機械性能，以及耐環(huán)境性能的要求。具體地講，射頻連接器要有效地傳輸射頻電磁波信號和能量，其特性阻抗必須與所連接的射頻系統(tǒng)的特性阻抗相匹配；況且，隨著全球通信事業(yè)的快速發(fā)展及科技的持續(xù)進步，對射頻連接器本身的互調(diào)指標(biāo)、回波損耗、屏蔽效率等電氣性能提出了新的更高要求。
[0003]基于上述射頻連接器的功能和要求，現(xiàn)有技術(shù)中的連接方式及結(jié)構(gòu)形式多種多樣?，F(xiàn)有技術(shù)的射頻連接器為了滿足不同條件及環(huán)境下的連接要求，將機械基準面與電氣基準面作了分離設(shè)計(即機械基準面與電氣基準面不重合)；同時，將插座外導(dǎo)體接觸頭或者插頭外導(dǎo)體接觸頭作開槽的設(shè)計；以實現(xiàn)外導(dǎo)體間的側(cè)面接觸，使信號電流由側(cè)面導(dǎo)通。
[0004]例如:在1976年發(fā)布的國際標(biāo)準:IEC60169-13《射頻連接器第13部分:外導(dǎo)體內(nèi)徑為5.6mm、特性阻抗為75 Ω (1.6/5.6型)和50 Ω (1.8/5.6型)，具有較小插合尺寸的射頻連接器》，對機械電氣基準面作了分離設(shè)計，即機械基準面與電氣基準面不重合；同時，對插頭外導(dǎo)體接觸頭作了開槽的設(shè)計，詳見該國際標(biāo)準原文圖1、圖2。上述設(shè)計其特殊優(yōu)點，在該標(biāo)準中作了圖文并茂的表述，詳見該國際標(biāo)準原文圖3、圖4、圖5;即本結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)多種鎖定機構(gòu)或連接方式的實現(xiàn)，包括快插方式；但該結(jié)構(gòu)的缺陷是損失了上限射頻帶寬，也未對具體的快插機構(gòu)做出設(shè)計。
[0005]又例如:在1975年發(fā)布的國際標(biāo)準:IEC60169-4《射頻連接器第4部分:外導(dǎo)體內(nèi)徑為16mm、特性阻抗為50 Ω、螺紋連接的射頻同軸連接器(7-16型)》，機械電氣基準面未作分離的設(shè)計，但對插座外導(dǎo)體接觸頭作了開槽或者不開槽任意的設(shè)計，并要求了開槽的設(shè)計其接觸頭應(yīng)滿足接觸性能要求，詳見該國際標(biāo)準原文圖2。但該結(jié)構(gòu)的缺陷是結(jié)構(gòu)僅適應(yīng)于螺紋連接的鎖定機構(gòu)方式，不能適應(yīng)快插結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。
[0006]又例如:現(xiàn)有技術(shù)連接器的快插結(jié)構(gòu)中采取的是截面為三角形的卡簧(彈性鎖定件)，它是靠三角形中的一個直角邊為軸向鎖定面，另一個直角邊為徑向滑動面；而三角形中的斜面為解鎖面；但該結(jié)構(gòu)雖僅在局部環(huán)境應(yīng)用但缺陷是插入與解鎖不舒暢；同時，該結(jié)構(gòu)由于三角環(huán)必須包容并要求鎖緊插頭的外殼體方可滿足振動環(huán)境下的可靠性；然而，經(jīng)過實際模擬試驗其結(jié)果是不可靠的，即三角環(huán)僅依靠自身彈性是難以鎖緊插頭外殼體的，因此該連接結(jié)構(gòu)其應(yīng)用環(huán)境有較大局限性的缺陷。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中的一些具體缺陷和不足主要表現(xiàn)如下:
1)移動通信重要的互調(diào)指標(biāo)和回波損耗指標(biāo)尚未到現(xiàn)代整機通信設(shè)備優(yōu)良水平的要求；
2)由于以外導(dǎo)體側(cè)面接觸，而黙認了外導(dǎo)體軸向間隙的存在，致使減小了應(yīng)有的射頻帶寬；
3)插入與解鎖不舒暢，也不能適應(yīng)有較大振動環(huán)境下的應(yīng)用；
4)同規(guī)格或相近規(guī)格的插頭與插座不能兼容連接；
5)快插自鎖機構(gòu)需要相對應(yīng)的卡槽，而由于制造公差的存在，在插入時不可避免留有間隙；即造成了有檔鎖定，也是造成軸向竄動或脫落的主要原因；
6)由于接觸頭需要分體設(shè)計及加工和組裝，致使制造成本升高，制造精度也受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請所要解決的問題是克服上述的缺陷和不足之處，提供一種低互調(diào)兼容式連接的射頻插座與插頭及其操作方法，與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，具有更低的互調(diào)指標(biāo)和回波損耗指標(biāo)，以及更寬的射頻帶寬的優(yōu)點；具有可靠的快捷鎖定和舒暢的解鎖特點；具有隨機卡鎖和螺紋兼容連接，以及與相同和相近規(guī)格的連接器兼容連接的特性。同時，本申請技術(shù)簡單可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到了有效降低制造成本和滿足室外環(huán)境下應(yīng)用可靠性的目的。
[0009]本申請的發(fā)明目的是通過如下方案實現(xiàn)的:一種低互調(diào)兼容式連接的射頻插座與插頭，其插座包括有插座外導(dǎo)體、插孔內(nèi)導(dǎo)體、插座絕緣支承、端面簧片、徑向簧片；其中插孔內(nèi)導(dǎo)體被插座絕緣支承包容并鑲嵌在插座外導(dǎo)體的內(nèi)圓面上。其插頭包括有插頭外導(dǎo)體、插頭內(nèi)導(dǎo)體、插頭絕緣支承、鎖緊簧、解鎖套、密封圈；其中插頭內(nèi)導(dǎo)體被插頭絕緣支承包容并鑲嵌在插頭外導(dǎo)體的內(nèi)圓面上；鎖緊簧設(shè)置在插頭外導(dǎo)體孔端內(nèi)部的母指尖和止檔間隙內(nèi)；解鎖套設(shè)置在插頭外導(dǎo)體孔端外部。
[0010]所述插座中的端面簧片和徑向簧片鉚接在插座外導(dǎo)體的前段舌徑外表面上，當(dāng)對所設(shè)計的連接器僅滿足工作射頻帶寬(而上限截止頻率)不作要求時，可以不設(shè)置端面簧片而僅設(shè)置徑向簧片。
[0011 ] 所述插座中的端面簧片由彈性材料制成，其外觀為碟(盤)形；中間開有通孔，在碟(盤)面內(nèi)徑上設(shè)計有垂直軸線的邊緣；碟(盤)面上同時設(shè)計有(或無)若干個分割線(或槽)及工藝孔-此項設(shè)計為任意。
[0012]所述插座中的徑向簧片由彈性材料制成，其外觀為外腰鼓形(凸面向外)；中間為通孔，在外腰鼓面(凸面向外)的一端設(shè)計有垂直軸線的邊緣；外腰鼓面上同時還設(shè)計有若干個分割通槽。
[0013]所述插座中的插座外導(dǎo)體前段外徑上設(shè)置有外螺紋，在外螺紋前段設(shè)置有圓柱面或者切槽面(其圓柱面或者切槽面設(shè)計任意)。
[0014]所述插座外導(dǎo)體前段外徑上所設(shè)置的外螺紋，可以兼容連接老版本帶有螺套的射頻插頭；為使老版本螺套更具人性化，本申請螺套將手擰緊面設(shè)計為梅花狀，而扳手擰緊面設(shè)計為六角面；六角面與梅花弧形面復(fù)合而融成一體，各銳角設(shè)計成圓滑過度。
[0015]所述插座中的外導(dǎo)體內(nèi)部設(shè)置有與插頭外導(dǎo)體相適配耦合的環(huán)形槽，該環(huán)形槽內(nèi)側(cè)設(shè)置有前段舌徑，該環(huán)形槽端面為機械基準面；所述的前段舌徑和機械基準面之間采取了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效的消除了互調(diào)產(chǎn)生的非線性接觸源，并保持了內(nèi)導(dǎo)體外徑與外導(dǎo)體內(nèi)徑之間特性阻抗的連續(xù)性。
[0016]所述插頭中的插頭外導(dǎo)體內(nèi)部也設(shè)置有與插座外導(dǎo)體和解鎖套相適配耦合的環(huán)形槽，其環(huán)形槽的內(nèi)側(cè)與插座徑向配合，并設(shè)置有滿足的軸向配合長度；其環(huán)形槽的外側(cè)與解鎖套徑向配合；其環(huán)形槽的底部為機械基準面；另外，在該機械基準面的根部設(shè)置有密封槽。
[0017]所述插頭中的鎖緊簧由彈性材料制成，其外觀為碟(盤)形，中間為通孔，同時，在碟(盤)面適當(dāng)圓徑上拆成一定的角度；碟(盤)面上由若干個雙向相間的止動臂和通槽構(gòu)成。
[0018]所述插頭中的解鎖套可以沿軸向拉動。拉動解鎖套，其內(nèi)部的舌圈將會使所述的鎖緊簧止動臂抵開，以實現(xiàn)解鎖，撤除拉力時解鎖套在彈力的作用下復(fù)位。
[0019]所述的徑向簧片為凸面向內(nèi)的內(nèi)腰鼓簧，內(nèi)腰鼓簧設(shè)置在插頭內(nèi)孔槽中，與插座中的插座外導(dǎo)體側(cè)面和端面同時接觸。該內(nèi)腰鼓簧為彈性材料制成，并為一體化的設(shè)計；其不同特征還在于外觀為內(nèi)腰鼓形，其內(nèi)腰鼓面上設(shè)計有若干個分割通槽；中間為通孔，內(nèi)腰鼓面的一端設(shè)計有軸向的彈性邊緣，其彈性邊緣被分割成若干等份的空槽；在內(nèi)腰鼓面的兩端分別還設(shè)置有圓柱面。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
1、本申請優(yōu)選的內(nèi)外導(dǎo)體整體化設(shè)計，最充分地克服了產(chǎn)品在制造的全過程可能產(chǎn)生的接觸非線性(非線性源是由多種因素產(chǎn)生的，關(guān)于非線性源的產(chǎn)生及預(yù)防可參見IEC62037等文獻資料)。對本射頻微波器件來說，影響互調(diào)指標(biāo)的有兩個重要因素；即鐵磁非線性和接觸非線性，因此，本申請產(chǎn)品具備更低的互調(diào)特性。
[0021]2、本申請優(yōu)選的在不可避免的引入絕緣支承，以及接觸彈性件的同時，對阻抗的不連續(xù)性進行了最佳的射頻補償，最充分地保持了射頻信道的阻抗連續(xù)性；因此，本申請產(chǎn)品具備更寬的射頻帶寬和更低的回波損耗特性。
[0022]3、本申請優(yōu)選設(shè)計的鎖緊和解鎖機構(gòu)，可以適應(yīng)對光桿軸或者切槽軸實施隨機鎖定(切槽軸為有檔鎖定，而光桿軸為無檔鎖定)，本申請所公開的解鎖機構(gòu)，需要單手施加一個小的反向力方可解鎖(拔出分離)；因此，本申請產(chǎn)品有效的提升了鎖定連接的可靠性，具備對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性；以及可以隨機消除制造公差所存在的間隙，即自適應(yīng)的維護了接觸區(qū)域的接觸壓力和射頻信道阻抗連接性。所以，本申請產(chǎn)品再次體現(xiàn)出低互調(diào)和低回波損耗的特性。
[0023]4、本申