新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器的制造方法
【專利摘要】新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器。由絕緣介質(zhì)支撐、中心導(dǎo)體、外導(dǎo)體組合而成；中心導(dǎo)體通過絕緣介質(zhì)支撐固定在外導(dǎo)體中心位置并與外導(dǎo)體內(nèi)腔成同軸關(guān)系，絕緣介質(zhì)支撐把整個同軸連接器分為固體絕緣介質(zhì)段和上下空氣介質(zhì)段三個部分。所用到的絕緣介質(zhì)支撐是一個圓形固體介質(zhì)片，側(cè)面開有一個豁口并在其中心位置開有一個內(nèi)孔，把中心導(dǎo)體從絕緣介質(zhì)支撐的豁口處推入到其內(nèi)孔中，利用中心導(dǎo)體上的凹槽把中心導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)支撐固定在一起。絕緣介質(zhì)支撐上開孔來降低其介電常數(shù)，增加使用頻率。并且在絕緣介質(zhì)支撐兩端開有環(huán)形槽，來實(shí)現(xiàn)固體絕緣介質(zhì)段與空氣介質(zhì)段之間的電氣過渡。
【專利說明】新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微波通信領(lǐng)域，涉及一種毫米波同軸連接器，特別是通過新型絕緣體支撐結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的一種毫米波同軸連接器。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻同軸連接器是微波領(lǐng)域中重要的傳輸元件，其具有頻帶寬、連接方便可靠、性能優(yōu)越、成本低廉等特點(diǎn)，在微波通設(shè)備、儀器儀表及武器系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。近年來隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，對射頻同軸連接器的技術(shù)要求越來越高。毫米波同軸連接器是在射頻同軸連接器的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。盡管它們的設(shè)計(jì)原理形似，但由于毫米波連接器使用頻率高，尺寸小，精密度要求高。為滿足其可靠和可重復(fù)性，電氣性能以及成本的要求。一些常規(guī)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)難以滿足要求。
[0003]一個標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器主要由三個零部件組成:外導(dǎo)體、中心導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)支撐。中心導(dǎo)體以固體介質(zhì)薄片作為絕緣支撐物固定在外導(dǎo)體內(nèi)腔的中心線上，中心導(dǎo)體始終和外導(dǎo)體保持同軸關(guān)系。其余部分以空氣作為介質(zhì)，這樣便降低了連接器介質(zhì)的相對介電常數(shù)，提高了連接器的工作頻率。
[0004]設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在絕緣介質(zhì)支撐與中心導(dǎo)體的固定。既要保證絕緣介質(zhì)支撐能夠把中心導(dǎo)體固定在外導(dǎo)體的中心位置而在使用的過程中不至于脫落或者松動，而且還要保證信號傳輸過程中特性阻抗的匹配。
[0005]對于絕緣介質(zhì)支撐與中心導(dǎo)體的固定，傳統(tǒng)的方法是把絕緣介質(zhì)材料溶化后通過模具與中心導(dǎo)體注塑在一起。或者把絕緣介質(zhì)支撐先加工成型后把其切開，借助中心導(dǎo)體上的凹槽，將它們卡在一起。通過對絕緣介質(zhì)支撐厚度直徑、中心導(dǎo)體的外徑、和外導(dǎo)體內(nèi)腔直徑尺寸的合理設(shè)計(jì)。即可很好地保證電性能以及機(jī)械性能的可靠性。但是這些方法無論從零件加工的難易度，制造成本還是裝配工藝的復(fù)雜程度等方面來說都存在一定的弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服毫米波同軸連接器絕緣介質(zhì)支撐設(shè)計(jì)中現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種通過新型絕緣介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的毫米波同軸連接器。它具有連接可靠，實(shí)現(xiàn)方法簡單，易于加工，成本低廉等特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本新型絕緣介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器由絕緣介質(zhì)支撐、中心導(dǎo)體、外導(dǎo)體組合而成；中心導(dǎo)體通過絕緣介質(zhì)支撐固定在外導(dǎo)體中心位置并與外導(dǎo)體內(nèi)腔成同軸關(guān)系，絕緣介質(zhì)支撐把整個同軸連接器分為固體絕緣介質(zhì)段以及上下空氣介質(zhì)段三個部分。所用到的絕緣介質(zhì)支撐是一個圓形固體介質(zhì)片，側(cè)面開有一個豁口并且在中心位置開有一個內(nèi)孔，把中心導(dǎo)體從絕緣介質(zhì)支撐的豁口處推入到其內(nèi)孔中，利用中心導(dǎo)體上的凹槽把中心導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)支撐固定在一起。所需的零件均可單獨(dú)加工完成，無需增加額外工序，裝配簡單、方便，故可輕易實(shí)現(xiàn)毫米波同軸連接器中的絕緣介質(zhì)對中心導(dǎo)體的支撐。
[0008]所述絕緣介質(zhì)支撐的圓周位置上開有若干個圓孔，這些圓孔沿著圓心呈均勻分布。通過在介質(zhì)上開孔來降低介質(zhì)的介電常數(shù)，增加使用頻率
[0009]所述的絕緣介質(zhì)支撐的兩端開有環(huán)形槽，用來實(shí)現(xiàn)固體絕緣介質(zhì)段與上下空氣介質(zhì)段之間的電氣過渡
[0010]所述的絕緣介質(zhì)支撐的外徑略大于外導(dǎo)體內(nèi)孔的直徑；通過外導(dǎo)體內(nèi)孔處的凹槽把絕緣介質(zhì)支撐卡在外導(dǎo)體中。
[0011]所述的絕緣介質(zhì)支撐由相對介電常數(shù)大于I的固體材料加工而成。
[0012]所述的中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體由金屬材料加工而成。
[0013]所述的固體絕緣介質(zhì)段以及上下兩部分空氣介質(zhì)端中各段的特性阻抗需要保持一致；中心導(dǎo)體的外徑，外導(dǎo)體內(nèi)孔直徑需要滿足下式關(guān)系:
[0014]特性阻抗=log(D/ d)*138 / V e
[0015]D-外導(dǎo)體內(nèi)孔內(nèi)徑
[0016]d-中心導(dǎo)體外徑
[0017]e -填充介質(zhì)的相對介電常數(shù)。
[0018]本發(fā)明原理為:毫米波同軸連接器中傳輸?shù)碾姶挪ㄒ訲EM模式存在。這就要求了同軸連接器中每一段特性阻抗的一致性。而特性阻抗與外導(dǎo)體內(nèi)孔直徑尺寸，中心導(dǎo)體外徑尺寸，和絕緣介質(zhì)支撐的內(nèi)外徑尺寸以及其相對介電常數(shù)均有一定關(guān)系。連接器中每一段的特性阻抗由下式?jīng)Q定:
[0019]log(D / d)*138 / V e
[0020]D-外導(dǎo)體內(nèi)孔直徑
[0021]d-中心導(dǎo)體外徑
[0022]e -填充介質(zhì)的相對介電常數(shù)
[0023]中心導(dǎo)體為圓柱型，通過絕緣介質(zhì)支撐固定并和外導(dǎo)體內(nèi)圓腔中并保持和其的同軸關(guān)系。由于同軸連接器使用頻率的高低與D、d、e的大小成反比。在所有介質(zhì)材料中，空氣的相對介電常數(shù)最小其數(shù)值約為1，故為了提高使用頻率，除了必要的絕緣介質(zhì)支撐部分，其余部分均為空氣介質(zhì)。而在不可避免的介質(zhì)支撐處，為了保證特性阻抗?jié)M足上面公式的要求。絕緣介質(zhì)支撐所在處的直徑要比其它部分外導(dǎo)體的內(nèi)徑要大些，而絕緣介質(zhì)支撐中心孔的內(nèi)徑比中心導(dǎo)體其它部分的外徑要小一些。這樣通過外導(dǎo)體和中心導(dǎo)體上的凹槽，便可在縱向上把中心導(dǎo)體和外導(dǎo)體固定在一起。橫向上通過在絕緣介質(zhì)支撐上側(cè)向開口，可把中心導(dǎo)體推入到絕緣介質(zhì)支撐的中心位置，起到了固定的作用，保證了外導(dǎo)體和中心導(dǎo)體的之間的同軸度。絕緣介質(zhì)支撐側(cè)向的開口和其上均勻分布的小孔，可降低絕緣介質(zhì)支撐的相對介電常數(shù)，提高同軸連接器的使用頻率。在絕緣介質(zhì)支撐兩端加工有環(huán)形槽其可抵消固體絕緣介質(zhì)段與空氣介質(zhì)段之間阻抗的不連續(xù)性，保證信號的穩(wěn)定傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型所述新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器的側(cè)視原理圖
[0025]圖2為本實(shí)用新型所述新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器絕緣介質(zhì)支撐的俯視圖[0026]圖3為本實(shí)用新型所述新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器絕緣介質(zhì)支撐的偵_圖
[0027]圖4為本實(shí)用新型所述新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器中心導(dǎo)體的側(cè)視圖
[0028]圖5為本實(shí)用新型所述新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器端口電壓駐波比曲線圖
【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器由絕緣介質(zhì)支撐(I)、中心導(dǎo)體(2)、外導(dǎo)體(3)組合而成。如圖1所示，整個同軸連接器可分為三部分，中間部分為固體絕緣介質(zhì)段(6)，上下兩部分為空氣介質(zhì)段(5)。在空氣介質(zhì)段(5)中，中心導(dǎo)體
(2)與外導(dǎo)體(3)之間由空氣⑷填充，空氣的相對介電常數(shù)約為I。固體絕緣介質(zhì)段(6)由絕緣介質(zhì)支撐(I)填充而成，其材料的相對介電常數(shù)大于1.中心導(dǎo)體(2)通過絕緣介質(zhì)支撐⑴固定在外導(dǎo)體⑶的中心位置并與外導(dǎo)體⑶內(nèi)孔成同軸關(guān)系。
[0030]如圖2、圖3所示，絕緣介質(zhì)支撐(I)為一圓形薄片。在側(cè)面開有一個豁口(11)并且在中心位置開有一個內(nèi)孔(13).內(nèi)孔(13)的內(nèi)徑與圖4所示的中心導(dǎo)體凹槽(21)處的外徑相同。凹槽(21)的寬度與絕緣介質(zhì)支撐(I)的厚度相同。這樣可以把中心導(dǎo)體(2)的凹槽(21)從絕緣介質(zhì)支撐(I)的豁口(11)處推入到其內(nèi)孔(13)中。這樣中心導(dǎo)體(2)便卡在絕緣介質(zhì)支撐(I)中，在橫向和縱向上都無法移動。在圖2、圖3所示的絕緣介質(zhì)支撐(I)中，除了開有豁 口(11)，還在圓周位置開有若干個圓孔(12)。這些孔(12)沿著圓心呈均勻分布。目的是減小絕緣介質(zhì)支撐(I)的相對介電常數(shù)，使其更加接近空氣從而提高使用頻率。在絕緣介質(zhì)支撐(I)的兩端開有環(huán)形槽(14)其可抵消固體絕緣介質(zhì)段與空氣介質(zhì)段之間電氣上的不連續(xù)性，保證信號的穩(wěn)定傳輸。絕緣介質(zhì)支撐(I)的外徑略大于外導(dǎo)體(3)內(nèi)孔的直徑。這樣可以通過外導(dǎo)體(3)內(nèi)孔處的凹槽把絕緣介質(zhì)支撐(I)卡在外導(dǎo)體(3)中，保證了其在橫向和縱向上相對于外導(dǎo)體(3)均無法移動。這樣中心導(dǎo)體(2)就被固定到外導(dǎo)體⑶中，并且和外導(dǎo)體⑶的內(nèi)孔呈同軸關(guān)系。
[0031]絕緣介質(zhì)支撐(I)由相對介電常數(shù)大于I的固體材料加工而成
[0032]中心導(dǎo)體⑵和外導(dǎo)體(3)由金屬材料加工而成
[0033]在同軸連接器中間的固體絕緣介質(zhì)段(6)以及上下兩部分空氣介質(zhì)段(5)中。各段特性阻抗需要保持一致。中心導(dǎo)體(2)的外徑，外導(dǎo)體(3)的內(nèi)孔直徑需要滿足下式關(guān)系。特性阻抗=1g (D / d)*138 / V ε
[0034]D-外導(dǎo)體內(nèi)孔內(nèi)徑
[0035]d-中心導(dǎo)體外徑
[0036]ε -填充介質(zhì)的相對介電常數(shù)
【權(quán)利要求】
1.新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，由絕緣介質(zhì)支撐(I)、中心導(dǎo)體(2)、外導(dǎo)體(3)組合而成；中心導(dǎo)體(2)通過絕緣介質(zhì)支撐(I)固定在外導(dǎo)體(3)中心位置與外導(dǎo)體(3)內(nèi)腔成同軸關(guān)系，絕緣介質(zhì)支撐把整個同軸連接器分為固體絕緣介質(zhì)段(6)以及上下空氣介質(zhì)段(5)三個部分，其特征在于:絕緣介質(zhì)支撐(I)是一個圓形固體介質(zhì)片，側(cè)面開有一個豁口(11)并且在中心位置開有一個內(nèi)孔(13)，把中心導(dǎo)體(2)從絕緣介質(zhì)支撐(1)的豁口(11)處推入到其內(nèi)孔(13)中，利用中心導(dǎo)體⑵上的凹槽(21)把中心導(dǎo)體(2)和絕緣介質(zhì)支撐(I)固定在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征是絕緣介質(zhì)支撐⑴的圓周位置上開有若干個圓孔(12)，這些圓孔(12)沿著圓心呈均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征在于在絕緣介質(zhì)支撐(I)的兩端開有環(huán)形槽(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征在于絕緣介質(zhì)支撐(I)的外徑略大于外導(dǎo)體(3)內(nèi)孔的直徑；通過外導(dǎo)體(3)內(nèi)孔處的凹槽把絕緣介質(zhì)支撐(I)卡在外導(dǎo)體(3)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征在于絕緣介質(zhì)支撐(I)由相對介電常數(shù)大于I的固體材料加工而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征在于中心導(dǎo)體(2)和外導(dǎo)體(3)由金屬材料加工而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型絕緣支撐結(jié)構(gòu)的毫米波同軸連接器，其特征在于固體絕緣介質(zhì)段(6)以及上下兩部分空氣介質(zhì)段(5)中各段特性阻抗需要保持一致；中心導(dǎo)體·(2)的外徑，外導(dǎo)體(3)的內(nèi)孔直徑需要滿足下式關(guān)系: 特性阻抗=1g (D / d)*138 / V e D-外導(dǎo)體內(nèi)孔內(nèi)徑 d-中心導(dǎo)體外徑 e -填充介質(zhì)的相對介電常數(shù)。
【文檔編號】H01R13/213GK203434332SQ201320387456
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】唐宇, 韓凱寧 申請人:北京維創(chuàng)時(shí)通科技有限公司