具有電容耦合連接器接口的同軸連接器和制造方法
【專利說(shuō)明】具有電容耦合連接器接口的同軸連接器和制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本串請(qǐng)是 Kendrick Van Swearingen、Ronald Alan Vaccaro、James P.Fleming和 Jeffrey D Paynter 在 2012 年 11 月 9 日提交的題為 “CONNECTOR WITH CAPACITIVELYCOUPLED CONNECTOR INTERFACE”的共同擁有的共同待決的美國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)N0.13/673084的部分延續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及電纜連接器。更特別地，本發(fā)明涉及在連接接口的信號(hào)傳導(dǎo)部分之間具有電容耦合的連接器，其可以與標(biāo)準(zhǔn)伸縮連接器接口相容。
【背景技術(shù)】
[0004]同軸電纜通常用于RF通信系統(tǒng)。同軸電纜連接器可以用于例如在需要高水平的精度和可靠性的通信系統(tǒng)中終止同軸電纜。
[0005]連接器接口提供在用帶有希望連接器接口的連接器終止的電纜與具有被安裝在設(shè)備或另一電纜上的相配合的連接器接口的對(duì)應(yīng)連接器之間的連接/斷開(kāi)連接功能?，F(xiàn)有同軸連接器接口典型地使用被設(shè)置成帶螺紋的聯(lián)接螺母的保持器，在該聯(lián)接螺母(其以可旋轉(zhuǎn)的方式保持在一個(gè)連接器上)經(jīng)螺紋連接到另一連接器上時(shí)，該聯(lián)接螺母可伸縮地帶連接器接口對(duì)進(jìn)入可靠電機(jī)械接合中。
[0006]無(wú)源互調(diào)失真(PM)是在不夠?qū)ΨQ的互連情況下和/或在電機(jī)械互連隨著時(shí)間過(guò)去而移位或劣化(例如，由于機(jī)械應(yīng)力、振動(dòng)、熱循環(huán)和/或材料劣化)時(shí)可能出現(xiàn)的一種形式的電干涉/信號(hào)傳輸劣化。PM是重要的互連品質(zhì)特性，這是由于由單個(gè)低品質(zhì)互連產(chǎn)生的PM可能使得整個(gè)RF系統(tǒng)的電性能劣化。
[0007]RF同軸連接器設(shè)計(jì)的最近發(fā)展已經(jīng)集中于通過(guò)改善同軸電纜的導(dǎo)體與連接器本體和/或內(nèi)接觸件之間的互連來(lái)減小PIM，例如，通過(guò)應(yīng)用分子鍵(molecular bond)而不是電機(jī)械互連，如公開(kāi)于 Kendrick Van Swearingen 和 James P.Fleming 的題為 “Connectorand Coaxial Cable with Molecular Bond Interconnect1n”的共同擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2012/0129391號(hào)，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)?012年5月24日被公開(kāi)并且其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入于此。
[0008]存在大量使用具有標(biāo)準(zhǔn)化同軸連接器接口(諸如7/16DIN連接器接口等)的同軸連接器的現(xiàn)有電纜和/或設(shè)備。采用新的技術(shù)會(huì)是高成本的，這將需要更換現(xiàn)有電纜布線和/或設(shè)備并且/或者對(duì)其再連接器化。
[0009]電纜連接器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)將注意力集中于改善互連性能和互連的長(zhǎng)期可靠性。此外，包括材料、培訓(xùn)和安裝成本的總成本減小對(duì)于商業(yè)成功來(lái)說(shuō)是重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷的同軸連接器和互連方法。
【附圖說(shuō)明】
[0011]被并入并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，其中附圖中的相似附圖標(biāo)記指示相同特征或元件并且對(duì)于會(huì)出現(xiàn)它們的每一個(gè)附圖不再都加以詳細(xì)描述，附圖與上面給出的本發(fā)明的概括描述和下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0012]圖1是具有悶頭安裝件(buldkhead mount)凹形連接器接收部分的互鎖位置中的示例性同軸連接器的示意性部分剖視側(cè)視圖。
[0013]圖2是圖1的區(qū)域B的示意性放大圖。
[0014]圖3是具有悶頭安裝件凹形連接器接收部分的互鎖位置中的備選同軸連接器的示意性等距部分剖視視圖。
[0015]圖4是圖3的同軸連接器的電介質(zhì)間隔件的示意性等距視圖。
[0016]圖5是另一備選同軸連接器和凹形連接器接收部分的元件的示意性等距分解視圖。
[0017]圖6是互鎖位置中的圖5的同軸連接器和接收部分的示意性側(cè)視圖。
[0018]圖7是圖6的同軸連接器和接收部分的示意性剖視側(cè)視圖。
[0019]圖8是圖7的區(qū)域D的放大圖。
[0020]圖9是具有聚合物可釋放保持器的另一備選同軸連接器的示意性剖視側(cè)視圖。
[0021]圖10是圖9的區(qū)域B的示意性放大圖。
[0022]圖11是另一備選同軸連接器的示意性剖視側(cè)視圖，其中保持器電介質(zhì)包覆層被布置在可釋放保持器的螺紋上。
[0023]圖12是圖11的區(qū)域B的示意性放大圖。
[0024]圖13是圖9的同軸連接器的內(nèi)接觸件和絕緣體的示意性等距視圖。
[0025]圖14是圖13的內(nèi)接觸件和絕緣體的示意性剖視圖。
[0026]圖15是圖9的同軸連接器的連接器本體的示意性剖視圖。
[0027]圖16是圖15的連接器本體的示意性剖視圖。
[0028]圖17是圖17的區(qū)域B的示意性放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，除了同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體和每一個(gè)同軸連接器之間的互連夕卜，在配合的同軸連接器的連接器接口之間的電互連處也可能產(chǎn)生PM。
[0030]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對(duì)于特定的操作頻率帶，可以優(yōu)化電容耦合互連。例如，相分離的導(dǎo)體表面之間的電容耦合水平是電信號(hào)的希望頻率帶、相分離的導(dǎo)體表面的表面積、電介質(zhì)間隔件的介電常數(shù)和電介質(zhì)間隔件的厚度(相分離的導(dǎo)體表面之間的距離)的函數(shù)。
[0031 ] 間隔開(kāi)的導(dǎo)體表面之間的電容耦合消除會(huì)可能遭受PM產(chǎn)生/劣化的這些表面之間的直接電流互連。
[0032]例如，如圖1-4中所示，用于同軸連接器2的電容耦合的同軸連接接口 3將外導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件4施加在連接器本體(在這里被示為凸形連接器本體8)的接口端部6處在外導(dǎo)體聯(lián)接表面10中的每一個(gè)外導(dǎo)體聯(lián)接表面之間，該外導(dǎo)體聯(lián)接表面將同軸電纜13的外導(dǎo)體12的信號(hào)路徑聯(lián)接在連接器接口 3上。
[0033]類似地，內(nèi)導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件14可以被施加到連接接口的內(nèi)導(dǎo)體聯(lián)接表面15的接口端部6，該內(nèi)導(dǎo)體聯(lián)接表面將內(nèi)導(dǎo)體16的信號(hào)路徑聯(lián)接在連接器接口 3上。
[0034]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，接口端部6和電纜端部7在本文被用作本文描述的同軸連接器2還有同軸連接器2的離散元件以及接收部分二者的相應(yīng)端部的標(biāo)識(shí)器，以便標(biāo)識(shí)出這些端部并且根據(jù)它們?cè)谕剐芜B接器本體8和凹形連接器本體18中的每一個(gè)連接器本體的接口端部6與電纜端部7之間沿連接器2縱向軸線的對(duì)準(zhǔn)而標(biāo)識(shí)出相應(yīng)的互連表面。當(dāng)經(jīng)由連接器接口 3互連時(shí)，凸形連接器本體8的接口端部6聯(lián)接到凹形連接器本體18的接口端部6。
[0035]外導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件4和內(nèi)導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件14分別與外導(dǎo)體聯(lián)接表面10和內(nèi)導(dǎo)體聯(lián)接表面15絕緣以免直接接觸接收部分的配合連接接口 5。
[0036]因此，當(dāng)凸形連接器本體8被固定在對(duì)應(yīng)的接收部分(在這里被示為凹形連接器本體18和內(nèi)導(dǎo)體插座26)內(nèi)時(shí)，形成了完全電容耦合的連接器接口。就是說(shuō)，不存在在連接接口 3上的內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體電通路之間的直接電流互連。
[0037]外導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件4和內(nèi)導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件14的電介質(zhì)包覆層可以被設(shè)為例如陶瓷或聚合物電介質(zhì)材料。合適的聚合物電介質(zhì)材料的例子包括玻璃填充的聚丙烯或聚碳酸酯?？梢砸愿呔仍诜浅１〉暮穸认率┘拥木哂泻线m壓縮和熱阻特性的電介質(zhì)包覆層的一個(gè)例子是陶瓷或陶瓷玻璃包覆層。這些包覆層可以通過(guò)一系列沉積過(guò)程(諸如物理蒸汽沉積(PVD)等等)直接施加到希望的表面。陶瓷和陶瓷玻璃包覆層具有的另外優(yōu)點(diǎn)是高硬度特性，因此保護(hù)被包覆的表面在互連之前免受損壞和/或抵制由于在互連時(shí)存在的壓縮力而導(dǎo)致的厚度變化。能夠施加極薄(例如如0.5微米那樣薄)的電介質(zhì)包覆層可以減小對(duì)相分離的導(dǎo)體表面表面積的要求，使得連接接口的總尺寸能夠減小。
[0038]如圖2中最佳地示出的，凸形部分8的接口肩部20為凸形連接器本體8與凹形連接器本體18之間的伸縮互連提供互連止擋部。凸形連接器本體8的接口肩部20和外導(dǎo)體聯(lián)接表面10 (在這里為凸形連接器本體8的在凸形連接器本體8的接口肩部20與接口端部6之間的內(nèi)直徑)被外導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件4覆蓋以將凸形連接器本體8間隔開(kāi)以免直接接觸凹形連接器本體18的環(huán)形凹槽24的內(nèi)側(cè)壁22。
[0039]內(nèi)導(dǎo)體電介質(zhì)間隔件14將同軸連接器2的內(nèi)導(dǎo)體聯(lián)接表面15 (諸如內(nèi)導(dǎo)體16的一部分、內(nèi)導(dǎo)體蓋子或聯(lián)接到內(nèi)導(dǎo)體的內(nèi)導(dǎo)體接觸件)間隔開(kāi)以免直接接觸接收部分(在這里為內(nèi)導(dǎo)體插槽26)的內(nèi)導(dǎo)體聯(lián)接表面15。
[0040]示例性實(shí)施例的凸形連接器本體8和凹形連接器本體18之間的伸縮配合由可釋放的保持器28固定。該可釋放的保持器28可以由電介質(zhì)材料(例如，諸如玻璃填充的聚丙烯或聚碳酸酯的纖維加強(qiáng)的聚合物)形成，例如如圖1和圖5-10中所示。因此，可釋放的保持器18不產(chǎn)生凸形連接器本體8與凹形連接器本體18之間的電流電機(jī)械耦合。
[0041]在希望金屬材料可釋放保持器28的另外磨損和/或強(qiáng)度特性的情況下，例如，在可釋放保持器28是常規(guī)的帶螺紋鎖環(huán)(該帶螺紋鎖環(huán)具有內(nèi)直徑螺紋30，該內(nèi)直徑螺紋與凹形連接器本體18的對(duì)應(yīng)外直徑螺紋30聯(lián)接以將凸形和凹形連接器本體8、18拉在一起并且將它們固定在互連位置中)的情況下，保持器電介質(zhì)間隔件32可以被施加在可釋放保持器28與凸形連接器本體8的安置表面之間以使可釋放保持器28與凸形連接器本體8電絕緣，例如，如圖3和圖4中所示?；蛘?，金屬的或其它導(dǎo)電材料的可釋放保持器28可以具有被施加到其內(nèi)直徑螺紋30的電介質(zhì)包覆層，例如，如圖11和圖12中所示。
[0042]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，電容耦合連接器接口可以應(yīng)用于與已有標(biāo)準(zhǔn)化伸縮同軸連接器接口(諸如7/16DIN)相容的實(shí)施例。