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      一種盲插連接器的制作方法

      文檔序號:12371838閱讀:365來源:國知局
      一種盲插連接器的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及連接器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種盲插連接器。



      背景技術(shù):

      本部分中的陳述僅僅提供了與本發(fā)明公開的內(nèi)容有關(guān)的背景信息,且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

      在用的同軸傳輸線和連接件一般包括圓形的內(nèi)外導(dǎo)體,內(nèi)外導(dǎo)體軸向?qū)R且被介電材質(zhì)分離。(軸向?qū)R且被介電材料分離的圓形內(nèi)外導(dǎo)體)。電纜內(nèi)部的這種介電材料通常是一種有韌性的固體或者泡沫,它們能夠讓內(nèi)導(dǎo)體保持在電纜軸心位置并保證電纜能夠按照要求松緊或者彎曲。連接件中的介電材料通常是在連接件一個區(qū)域(部位)的一種混合固體,能夠?qū)R導(dǎo)體并排除空氣。以上描述的同軸傳輸線或連接件的阻抗特性由內(nèi)導(dǎo)體的外徑(d)、外導(dǎo)體的內(nèi)徑(D)、形成信號通路的兩個導(dǎo)體之間的介電材料的介電常數(shù)(ε)決定。眾所周知,同軸傳輸線的阻抗特性是由以下公式?jīng)Q定:Z=138 (ε)-1/2 log(D/d) 其中Z就是線(同軸傳輸線)的阻抗。

      為了減少信號通過連接件時候的(信號)干擾,每一個沿著傳輸線長度的點(diǎn)的阻抗特性必須按照以上公式與傳輸線阻抗相匹配。特別超過1兆赫茲的高頻應(yīng)用時阻抗不匹配會導(dǎo)致嚴(yán)重信號中斷。

      高頻電連接件通常包括至少一個內(nèi)外導(dǎo)體充滿充滿空氣的區(qū)域和內(nèi)外導(dǎo)體間充滿例如聚四氟乙烯之類的固體絕緣介質(zhì)的區(qū)域來確保內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體同軸對齊。聚四氟乙烯的介電常數(shù)不同于空氣,反過來可能不同于用于同軸電纜的絕緣介電材料。然而只要上面提出的阻抗公式保持不變,信號中斷會最小化。在連接件內(nèi)部,這要求在每一個介電常數(shù)變化的點(diǎn)上調(diào)整d 和 D 相對尺寸保證阻抗Z保持不變。

      現(xiàn)有技術(shù)上的連接件都依賴于連接件兩部分的對接,換句話說,就是插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體交叉,從一個插頭到另一個的過渡點(diǎn)保持D 和 d 不變。此處說的”對接“是指插頭和插座的插接件連接時彼此的表面沒有間隙。

      在這樣的連接件中,從插頭到插座每一邊過渡點(diǎn)的介電常數(shù)(ε)通常都一樣。沿著使用的連接件長度方向的恒阻抗必須條實(shí)現(xiàn)是通過充分縮小插頭的間隙(保持連接件方向的恒阻抗可以通過充分縮小插頭間隙來實(shí)現(xiàn)),此所需條件被在連接件設(shè)計(jì)時被最大頻率所忽略。

      一個典型的同軸連接件設(shè)計(jì),插座的外導(dǎo)體的自由端是擴(kuò)大的(從而增加D),這就可以使得插座的外導(dǎo)體可以滑入到擴(kuò)大的插頭外導(dǎo)體,并在公連接件的末端和母連接件外導(dǎo)體內(nèi)邊緣實(shí)現(xiàn)對接(一個良好的機(jī)械和電連接)。

      類似設(shè)計(jì)在內(nèi)導(dǎo)體的上體現(xiàn):插頭內(nèi)導(dǎo)體的自由端通常直徑是減小的(從而降低 d),這是為了與插座內(nèi)導(dǎo)體上的軸向孔相匹配。

      為了讓這種現(xiàn)有技術(shù)的連接件能正確連接,要求插頭必須完充接觸,在插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體的對接點(diǎn)之間必須沒有實(shí)質(zhì)上的間隙。只有當(dāng)這個間隙沒有的時候,D的增加和d的減少才能被忽略(只有增加 D 和減少d才能忽略這種顯著的間隙)。在這中技術(shù)的連接件中,特別是在高頻連接上,如果哪怕有一個小的的間隙,當(dāng)信號通過連接件傳輸時,由于連接件機(jī)械設(shè)計(jì)的直徑D 和 d值在間隙中的不可控制的變形,間隙中就會產(chǎn)生阻抗失配(阻抗失諧)干擾信號傳輸。

      為了縮小連接件對接的間隙,許多高頻連接件的插頭之間采用螺紋連接,這種螺紋連接可以連接緊密并擰緊到規(guī)定扭矩確保兩個連接件的間隙降低到一個可允許的最小值。

      但是,這種需要用專用扭矩扳手完全固定每個連接件的應(yīng)用不太實(shí)際。當(dāng)遇到多個連接件(多路插頭)、盲插連接件、遠(yuǎn)程連接件或者有快速連接要求的場合就會特別麻煩。其中,當(dāng)剩下的連接件能準(zhǔn)確定位時,多路連接必須同時取得不能完全就位的多路連接件(多路插頭)中的一個或多個。

      為使得所有必要的連接都要靠通過模塊滑入到位,盲插連接件通常被用在滑動模塊的后面。這種連接件在遠(yuǎn)程連接的意義上,模塊前段有個緊固件用于設(shè)置半個插接件滑塊背面的位置。另一半插接件被定位在放置模塊的框架上。因此,定位機(jī)制決定了插頭插入深度是來自插頭自身的遠(yuǎn)程位置。制造公差的不同和安裝框架的微小扭曲都會直接影響兩個插頭的連接間隙。

      為了解決這個問題,同軸連接件設(shè)計(jì)者發(fā)明了各種方法來減小這個間隙。例如,Kubota公司提出的一項(xiàng)美國專利(4,426,127)展示了一種同軸連接件,這種連接件的內(nèi)、外導(dǎo)體的公母頭之間有彈簧,通過彈簧變形來減小由于兩個插頭間導(dǎo)體小范圍位移引起的間隙。

      然而這種設(shè)計(jì)依舊是使用螺栓連接類型,插頭和插座過度點(diǎn)的臨界直徑D和d保持不變。彈簧機(jī)構(gòu)只是在千分之十到千分之十五英寸(0.25-0.38mm)的短距離上有效,但是,在上述提到的模塊連接件和多路連接件中普遍的存在的間隙已經(jīng)超出了這種設(shè)計(jì)的補(bǔ)償范圍,

      故現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和發(fā)展。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體不需要彼此對接,導(dǎo)體被設(shè)計(jì)在兩個連接件之間形成一個重疊區(qū)域的盲插連接器。

      本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種盲插連接器,包括第一插頭,第一插頭包含一個內(nèi)導(dǎo)體、一個外導(dǎo)體和他們之間的介電隔離材料;第一插頭有一個連接自由端可以與第二插頭連接;內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的自由端都延伸長于其它導(dǎo)體的自由端;

      第二插頭包含一個內(nèi)導(dǎo)體,一個外導(dǎo)體,以及它們之間的介電隔離材料,第二導(dǎo)體有自由端可以與第一導(dǎo)體連接,第二插頭的內(nèi)外導(dǎo)體同樣有自由端可以與第一插頭的內(nèi)外導(dǎo)體連接,第二插頭的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的自由端都延伸長于其它導(dǎo)體的自由端;

      當(dāng)連接件開始連接,并且只有部分連接時,第一插頭的導(dǎo)體延長端和第二插頭的導(dǎo)體延長端彼此重疊形成一個重疊區(qū)域;沿著部分連接件的連接件,包含其重疊區(qū)域,內(nèi)外導(dǎo)體的形狀和介電隔離材料的選擇,內(nèi)導(dǎo)體的有效外徑被引用為'd',外導(dǎo)體的有效內(nèi)經(jīng)“D”和內(nèi)外導(dǎo)體中間的介電常數(shù)“ε”滿足以下公式:Z=138 (ε)-1/2 log(D / d) 其中Z是阻抗,在所述第一和第二插頭當(dāng)連接器處于局部結(jié)合的位置時,連接件部分連接在第一插頭和第二插頭的重疊區(qū)域Z值恒定。

      所述介電隔離材料為聚四氟乙烯。

      重疊區(qū)域形成信號通路的一部分或者完全接合的連接器。

      內(nèi)導(dǎo)體的自由端第一插頭超出該自由端第一插頭的外導(dǎo)體和外導(dǎo)體的自由端第二插頭伸出的自由端第二插頭的內(nèi)導(dǎo)體;所述內(nèi)導(dǎo)體的自由端第一插頭具有較大的直徑在區(qū),在那里突出超過第一插頭的外導(dǎo)體的區(qū)域中比它不超出第一插頭的外導(dǎo)體;和,第二插頭的外導(dǎo)體具有內(nèi)徑較小的區(qū)域中突出超過第二插頭的內(nèi)導(dǎo)體比在區(qū)域上不突出超過內(nèi)導(dǎo)體第二插頭。

      其中,第一插頭的外導(dǎo)體被開槽并且在其自由端稍微膨脹,使連接到第二插頭的外導(dǎo)體的內(nèi)部。

      其中,第二插頭的內(nèi)部導(dǎo)體被開槽并且在其自由端略微壓縮,以使連接到第一插塞的內(nèi)導(dǎo)體。

      所述第一插頭的內(nèi)導(dǎo)體的放大的突出部的長度是大致相同的第二插頭的外部導(dǎo)體的突出部分的長度。

      進(jìn)一步包括一個導(dǎo)電屏蔽基本上圍繞所述第一插頭的自由端,并形成為與配合并基本上包圍所述第二插頭的外部導(dǎo)體的自由端時,插頭接合。

      其中屏蔽被開槽并且在其自由端略微壓縮以與第二插頭的外部連接。

      每個連接器的插頭中的至少一個被安裝在連接器塊。

      當(dāng)連接件部分連接時,第一內(nèi)導(dǎo)體的延伸部分與第二外導(dǎo)體的延伸部分彼此重疊形成一個重疊區(qū)域。該區(qū)域形成信號通路的一部分。第二外導(dǎo)體重疊部分的內(nèi)徑與第一內(nèi)導(dǎo)體重疊部分的外徑的比值和重疊區(qū)域的介電常數(shù)組成的阻抗(指按照公式)和第一、第二插頭的阻抗一致。

      同軸電連接件中,第一內(nèi)導(dǎo)體的延伸部分長度與第二外導(dǎo)體延伸部分的長度一致。

      第一、第二介電隔離根據(jù)材料都是聚四氟乙烯。

      當(dāng)連接件完全連接或者是部分連接時,重疊區(qū)域形成的了信號通路的一部分。

      在延伸區(qū)域的第一內(nèi)導(dǎo)體的外徑大于延伸區(qū)域外第一內(nèi)導(dǎo)體的外徑,延伸區(qū)域內(nèi)的第二外導(dǎo)體的內(nèi)徑小于延伸區(qū)域外的第二外導(dǎo)體的內(nèi)徑。

      第一外導(dǎo)體滑入第二外導(dǎo)體的延伸區(qū)域并保持連接。

      第一外導(dǎo)體有插槽并且其自由端被輕微擴(kuò)大以便于能與第二外導(dǎo)體自由端鏈接。

      第一內(nèi)導(dǎo)體的延伸部分滑入第二內(nèi)導(dǎo)體并保持連接。

      第二內(nèi)導(dǎo)體的自由單開插槽并被輕微壓縮,以便于能與第一內(nèi)導(dǎo)體自由端外部連接。

      大部分插頭連接時,圍繞第一內(nèi)導(dǎo)體延伸端的導(dǎo)電護(hù)罩與在第二外導(dǎo)體的自由端相匹配。

      護(hù)罩上開插槽并且其自由端被輕微壓縮以便于與第二導(dǎo)體自由端的外部相連接。

      在多數(shù)連接件中,每個連接件中至少有一個插頭被固定安裝在連接板上。

      每個連接件的第一、第二插頭的所有插頭都固定安裝在彼此相對的連接板上,這樣可以使得所有連接件可以同時連接或斷開。

      內(nèi)外導(dǎo)體的相對直徑D 和d形狀特殊,特別是重疊區(qū)域內(nèi)外導(dǎo)體件的介電材料是沿著連接器的軸向部分的。有效的內(nèi)導(dǎo)體外直徑d 和外導(dǎo)體內(nèi)直徑D 以及內(nèi)外導(dǎo)體間介電常數(shù)ε滿足一下公式:Z=138 (ε)-1/2 log(D/d)。其中Z是阻抗。當(dāng)連接件從部分連接到完全連接,在連接件長度方向上Z保持恒定。

      本發(fā)明的有益效果:

      本發(fā)明采用了種新的設(shè)計(jì),使得插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體不需要彼此對接,導(dǎo)體被設(shè)計(jì)在兩個連接件之間形成一個重疊區(qū)域,這個重疊區(qū)域就相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)的連接件中的間隙。這個被特殊設(shè)計(jì)的重疊區(qū)域能夠形成一個信號通路,并能與連接件其它部分的阻抗相匹配。

      附圖說明

      圖1是本發(fā)明的連接件透視圖;

      圖2為沿著圖1的2-2面的一個側(cè)視圖;

      圖3為側(cè)視圖,其展示了部分連接的第一插頭(插頭)和第二插頭(插座)的狀態(tài);

      圖4和5是連接件配合端視圖,分別是沿著圖2中的 4-4和5-5方向的視圖;

      圖6是一個現(xiàn)有技術(shù)的連接件的縱向剖面圖,

      圖7為應(yīng)用本發(fā)明的處于完全連接狀態(tài)的三連連接件的縱向剖視圖。

      圖8為公頭母座結(jié)構(gòu)示意圖。

      具體實(shí)施方式

      實(shí)施例:

      參閱圖1至圖7一個同軸電連接件包含:第一插頭包含一個內(nèi)導(dǎo)體、一個外導(dǎo)體和他們之間的介電隔離材料。第一插頭有一個連接自由端可以與第二插頭連接。內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的自由端都延伸長于其它導(dǎo)體的自由端。

      第二插頭包含一個內(nèi)導(dǎo)體,一個外導(dǎo)體,以及它們之間的介電隔離材料,第二導(dǎo)體有自由端可以與第一導(dǎo)體連接,第二插頭的內(nèi)外導(dǎo)體同樣有自由端可以與第一插頭的內(nèi)外導(dǎo)體連接,第二插頭的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的自由端都延伸長于其它導(dǎo)體的自由端。

      當(dāng)連接件開始連接,并且只有部分連接時,第一插頭的導(dǎo)體延長端和第二插頭的導(dǎo)體延長端彼此重疊形成一個重疊區(qū)域。沿著部分連接件的連接件,包含其重疊區(qū)域,內(nèi)外導(dǎo)體的形狀和介電隔離材料的選擇,內(nèi)導(dǎo)體的有效外徑被引用為'd',外導(dǎo)體的有效內(nèi)經(jīng)“D”和內(nèi)外導(dǎo)體中間的介電常數(shù)“ε”滿足以下公式:Z=138 (ε)-1/2 log(D / d) 這里Z是阻抗,而且當(dāng)連接件部分連接時在第一插頭和第二插頭的重疊區(qū)域Z值恒定

      圖6展示了一個簡單的現(xiàn)有技術(shù)的連接件的縱向剖視圖,關(guān)于這種連接件以及它在完全連接是遇到的一些技術(shù)問題的討論,對于理解本發(fā)明是有幫助的。所展示的現(xiàn)有技術(shù)的連接件,包括插頭10和插座 12,插頭包含外導(dǎo)體14,其內(nèi)徑為D1,內(nèi)導(dǎo)體16,其外徑為d1,內(nèi)外導(dǎo)體同軸對齊。插座12同樣包含外導(dǎo)體18 和內(nèi)導(dǎo)體20 ,其主體部分的直徑D1和d1與插頭一樣.

      內(nèi)外導(dǎo)體之間充滿了具有介電常數(shù)ε的介電材料22,在這個特殊簡化的例子中展示的介電材料充滿整個插頭內(nèi)部。然而在很多連接件中,每個插頭只有一部分介電材料,其余部分是以空氣作為介電材料的敞開式設(shè)計(jì)。

      在任何情況下,圖6所示的插頭都不按照圖示的那樣完全連接,在其接頭之間都有一個微小間隙。按照如上描述的插頭的阻抗特性公式:

      Z=138 (ε)-1/2 log(D/d)

      這個公式也適用于連接件12的另半個插座。因此,如果插頭能完全連接到位,插頭的外導(dǎo)體14和插座的外導(dǎo)體18將在結(jié)合面24和26上對接,內(nèi)導(dǎo)體16和20將在結(jié)合面28,30上對接,這樣保證沿著整個連接件長度方向上保持阻抗恒定。

      然而,如上所述,有很多因素不能確保連接件能完全充分連接,如圖6所示的連接件的間隙。在這個間隙的區(qū)域,插座的外導(dǎo)體18有一個增大的內(nèi)徑 D2,為了確保插頭10和插座12連接,插頭的內(nèi)導(dǎo)體16有一個減小的直徑 d2,因此在連接的間隙區(qū)域,連接件的阻抗遵循以下公式:

      Z=138 (εair)-1/2 log(D2 / d2).

      如圖1所示的情況,所有的三個關(guān)鍵參數(shù):ε、D、 d的值在傳輸線內(nèi)部間隙和與連接件其它部分不一樣的,這三個關(guān)鍵參數(shù)不受歡迎的改變引起阻抗Z的增大,尤其是,空氣的介電常數(shù)εair 通常低于固體介電材料的介電常數(shù),這些固體介電材料被廣泛個應(yīng)用來增加(ε)-1/2 值

      間隙區(qū)域的D值的增加和d值的減少,都能引起比例(D2/d2)的增大,進(jìn)而增大log(D2 /d2)和log(D1 /d1).因此這個三個參數(shù)都會引起阻抗Zgap 的增大,從而導(dǎo)致阻抗失配造成信號傳輸性能降低。盡管這個簡單例子中所有的三個參數(shù)ε、D、 d的值改變導(dǎo)致這種阻抗失配,但是在高頻傳輸中,由于這個間隙導(dǎo)致任何信號中一個參數(shù)的變化都會引起傳輸問題。

      因此需要對連接件進(jìn)行優(yōu)化,如下:

      圖1展示的是一個優(yōu)化的連接件的透視圖。但是連接件的很多重要特征都在內(nèi)部,而且被圖1所示的外視圖所遮擋。盡管如此,這個圖仍然對連接件的一般取向定位是有幫助的。

      連接件由第一插頭32和第二插頭 34組成。兩個插頭的都有不同的放大環(huán) 36 和38.放大環(huán)主要在多個連接件模塊組件中將單個插頭32,34固定在連接件套里面(連接件套在圖2中沒有展示,但是顯示在圖7中)。

      第一插頭包含有護(hù)罩40和插槽42.插槽42的作用是在制造時允許護(hù)罩40被輕微壓縮,在兩個插頭連接時保證第二插頭34 的外導(dǎo)體44能牢固連接。很明顯,圖1能看到第一插頭32的內(nèi)導(dǎo)體46的自由端的一部分(自由端是插頭相互連接時的最末端)。與之類似,也能看到第二插頭34的內(nèi)導(dǎo)體48的一部分,在這個視圖中,內(nèi)導(dǎo)體48不是自有端,而是與同軸傳輸線連接的最終端。這個外導(dǎo)體48的最終端可以符合用于現(xiàn)有技術(shù)同軸連接傳輸線的任何標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),可能是的直線或者直角,通常含有焊接接頭,能夠在同軸傳輸線和第二插頭之間保持一個較低損耗并大體上阻抗的連接。類似的情況也出現(xiàn)第二插頭32 和其相應(yīng)的同軸傳輸線與遠(yuǎn)端(圖1中無顯示)的連接中。

      圖2是沿著圖1的2-2方向上的一個側(cè)視圖。這個側(cè)視圖主要是為了說明本發(fā)明的主要特征,為了便于描述,第一插頭32被分為標(biāo)號50-56的四個區(qū)域,第二插頭34被分為標(biāo)號58-64的四個區(qū)域。這個優(yōu)化的結(jié)構(gòu)中,第一插頭32包含四個獨(dú)立的機(jī)械部分:內(nèi)導(dǎo)體46,外導(dǎo)體66,護(hù)罩40和介電隔離物68。第二插頭34包含3個部分:內(nèi)導(dǎo)體48,外導(dǎo)體44和介電隔離物70.

      區(qū)域50和64分別是第一插頭和第二插頭與同軸電纜連接的地方,在這個區(qū)域內(nèi),信號首先從同軸電纜傳進(jìn)或者傳出連接件。上述的的區(qū)域都按標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)設(shè)計(jì),可以使指定的同軸電纜緊密配合并提供一個精確的阻抗匹配,使信號能分別有效的傳輸?shù)降谝徊孱^和第二插頭。為了保證這種連接,通常外導(dǎo)體和同軸電纜的介電材料被與同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體相隔離,同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體被嵌入到第一插頭32的內(nèi)導(dǎo)體46中(標(biāo)記72)和內(nèi)導(dǎo)體48(標(biāo)記73)中。在區(qū)域50的左邊和區(qū)域64的右邊,信號在同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體之間沿著規(guī)定的的路徑傳輸,在區(qū)域50 和64里,信號是在第一插頭的的內(nèi)導(dǎo)體72 和護(hù)罩40之間以及在第二插頭的外導(dǎo)體44個內(nèi)導(dǎo)體48之間傳輸,而在這些區(qū)域的空隙內(nèi)則充滿空氣。

      在第一插頭32中可以這里理解:區(qū)域50內(nèi)護(hù)罩40的左邊大部分相當(dāng)于有臨界直徑 D的外導(dǎo)體。根據(jù)圖FIG 3,在區(qū)域50內(nèi),連接件的阻抗與臨界直徑比 D3/d3 關(guān)系如下公式所示:

      Z=138 (εair)-1/2 log(D3 / d3)

      區(qū)域64內(nèi)的直徑D 和d與區(qū)域50一樣,因?yàn)樵谶@兩個區(qū)域內(nèi)材料一樣都是空氣,所以這兩個區(qū)域有一樣的臨界直徑比 D3/d3。但是在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的連接件中,因?yàn)檫B接件的簡單組成,臨界直徑與D3和d3相比有輕微不同。

      區(qū)域52和62是內(nèi)外導(dǎo)體間充滿介電隔離材料的介電隔離區(qū)域。介電隔離材料通常由聚四氟乙烯制成,介電隔離材料使得連接件連接緊密,并且在每個插頭中保證內(nèi)外導(dǎo)體軸向中心對齊。

      由于聚四氟乙烯的介電常數(shù)比空氣大,所以必須調(diào)整區(qū)域52的直徑D4 和 d4(見圖3所示),確保區(qū)域52的阻抗與區(qū)域50的阻抗以及同軸電纜本身的阻抗匹配。

      所以在區(qū)域52內(nèi),直徑D4和d4按照如下公式選?。?/p>

      這種臨界直徑D和d的調(diào)整就如同介電常數(shù)在區(qū)域間的變化。需要注意的一個重要點(diǎn)是在d3到d4的過渡面上D3到D4過渡并不能按照預(yù)想的那樣精確。

      這種過渡的抵消是一個由經(jīng)驗(yàn)得出的調(diào)整,因?yàn)樵陔妶鼍€大致沿著連接件方向的這個區(qū)域內(nèi)的實(shí)測直徑D和d ,上述的阻抗公式幾乎是完全準(zhǔn)確的。只有當(dāng)D和d變化的很迅速的區(qū)域,電場線從連接件徑向發(fā)散,上述的阻抗公式不完全精確了.

      在內(nèi)導(dǎo)體或者外導(dǎo)體的表面的尖角附近,電場線往往指向尖角。從而,有效的內(nèi)外直徑D和d和實(shí)測的直徑有輕微的不同。

      實(shí)質(zhì)上,當(dāng)把有效直徑D和d帶入上述公式,在快速變化實(shí)測直徑的附件會產(chǎn)生實(shí)際阻抗。然而,在實(shí)際直徑快速過渡的點(diǎn),有效直徑D和d非常接近實(shí)際直徑。在實(shí)際直徑不變的區(qū)域,有效直徑等于實(shí)際測量直徑。實(shí)際直徑通常被用來計(jì)算連接件的阻抗。有效直徑必須被控制,盡管大部分從業(yè)者設(shè)計(jì)這種連接件的時候無法區(qū)分兩者(有效直徑和實(shí)測直徑)

      這樣意義在于,為了在導(dǎo)體直徑變化的區(qū)域保持阻抗恒定,需要抵消由內(nèi)外導(dǎo)體直徑變化引起的輕微變化。這個要求在同軸電連接設(shè)計(jì)者中眾所周知,一些在電連接件設(shè)計(jì)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)者可能輕易預(yù)計(jì)一個細(xì)微調(diào)整來在理想情況下使得直徑的變化發(fā)生在同一平面上。

      標(biāo)號54和60的區(qū)域在這里被作為一個“自由空間”區(qū)域。在區(qū)域54內(nèi),和區(qū)域50一樣,相對直徑 D5和d5(見圖FIG 3)被重新選取,目的是為了與連接件剩余部分的阻抗相匹配。在區(qū)域50內(nèi),內(nèi)導(dǎo)體46和外導(dǎo)體66之間的介電材料是空氣,因此D5/d5的值與D3/d3的值相同。在圖FIG2中可以看到區(qū)域54內(nèi)的外導(dǎo)體66有插槽74,當(dāng)外導(dǎo)體66與第二插頭44的外導(dǎo)體內(nèi)部接觸時,插槽74可以使得外導(dǎo)體66的自由端稍微變大來確保連接。

      在圖3中可以清晰看到,在區(qū)域56內(nèi),第一插頭46的內(nèi)導(dǎo)體外伸超過了內(nèi)導(dǎo)體66.延伸出的自由端細(xì)微變大。在區(qū)域54內(nèi),外部直徑d6大于d5。在圖2中可以清晰看到內(nèi)導(dǎo)體66短于區(qū)域56。當(dāng)連接件連接時,外導(dǎo)體護(hù)罩40不能形成信號通路。因此,區(qū)域56里內(nèi)導(dǎo)體46的伸出部分,有一個直徑d6,。區(qū)域58里第二插頭的外導(dǎo)體44有個內(nèi)徑D6(如圖2標(biāo)記。)

      在圖2中可以看到第一插頭和第二插頭的相似點(diǎn)??紤]到現(xiàn)在一個信號從從圖2的左邊傳輸?shù)接疫叄盘枙凑疹A(yù)先的描述從同軸電纜進(jìn)入連接件,進(jìn)入到區(qū)域64,然后通過區(qū)域62,進(jìn)入?yún)^(qū)域60.以上的幾個區(qū)域60,62和64有著與同軸電纜和第一插頭的50-54區(qū)域相同的阻抗。

      就像在第一插頭里一樣,第二插頭的內(nèi)外導(dǎo)體48,44長度不一樣。在第二插頭內(nèi),較長的導(dǎo)體是外導(dǎo)體,其在區(qū)域58中延伸超過了內(nèi)導(dǎo)體48,當(dāng)它從自由空間區(qū)域60到區(qū)域58時,第二插頭的外導(dǎo)體44的臨界直徑發(fā)生變化,對于外導(dǎo)體44,其臨界直徑就是內(nèi)徑D,這個D可以減小區(qū)域58的直徑D6和與之對應(yīng)的區(qū)域60的較大的內(nèi)徑D。

      在這個優(yōu)化的方案里,區(qū)域54,56,58和60都大體上有同樣的長度,當(dāng)連接件連接時,區(qū)域58里第二插頭的外導(dǎo)體44滑入護(hù)罩40內(nèi)部,直到兩個外導(dǎo)體66和44彼此連接。同樣的道理,內(nèi)導(dǎo)體46和48彼此連接形成電連接。

      當(dāng)電連接形成的瞬間,區(qū)域56和58在連接件中形成一個重疊區(qū)域。在這個區(qū)域內(nèi),內(nèi)導(dǎo)體46的延伸增大部和外導(dǎo)體44的延伸減小部分,在兩個插頭之間形成一個由比例D6/d6確定的阻抗。甚是當(dāng)連接件只是部分連接時,選擇這些直徑的值可以在連接件內(nèi)部提供阻抗匹配。進(jìn)而在沿著連接件的方向上形成阻抗。

      當(dāng)連接件從剛連接位置到完全連接位置時,區(qū)域56和區(qū)域58之間的重疊區(qū)域變小,同時外導(dǎo)體44滑到外導(dǎo)體66的動作停止,最終形成型號通道。類似的情形,內(nèi)導(dǎo)體46滑進(jìn)內(nèi)導(dǎo)體48的動作停止,形成信號通路的一部分。

      可以明顯看到,連接件重疊區(qū)域的長度可以制作成一個想要的值。在這個優(yōu)化方案里,區(qū)域54,56,58和60都接近0.10英寸(2.5mm),這個值大于兩個插頭連接深度的補(bǔ)償值。優(yōu)化的區(qū)域54,56,58和60的長度值提供的補(bǔ)償值是現(xiàn)有技術(shù)的10倍。

      因?yàn)橹丿B區(qū)域被設(shè)計(jì)能夠以和連接器其他部分以阻抗匹配,形成信號通路的一部分而不需要連接件完全結(jié)合。所以這種設(shè)計(jì)能更適用一直保持部分結(jié)合的連接件。在圖3 和5中可以看到:內(nèi)導(dǎo)體48的自由終端通常有插槽75。自由端被輕微壓縮以確保自由端和內(nèi)導(dǎo)體46能夠連接。所有的插槽能在圖4和5中看到,插槽的壓縮和擴(kuò)張是隨意的,并且可以按照適合應(yīng)用的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

      連接件的零件在制造中,導(dǎo)電部件通常被用高導(dǎo)電率的無氧材料(例如金)進(jìn)行電鍍,然后成型。

      本發(fā)明的連接件在高頻1兆赫茲可以良好工作,最高測試頻率為18兆赫茲。

      圖7展示了一個目前發(fā)的多路連接組件,這個多路組件被以編碼76,78,80區(qū)分。第一插頭上的每一個連接件都被安裝在連接板82上,第二插頭上的每一個連接件都被安裝在連接板84上。通常,連接板82被安裝在電路模塊的背面,連接板84被安裝在一個框架的背面,這樣當(dāng)電路模塊連接時,其被定為在框架內(nèi)。在圖7中可以看到,由于一些錯位和制造差異,當(dāng)連接件78如圖展示的只有部分連接時,而連接件76和80只有部分連接。

      因此,在現(xiàn)有技術(shù)的連接件中,連接件78中用數(shù)字指示的區(qū)域86就是產(chǎn)生阻抗不匹配(阻抗失配)的間隙。然而在這個新發(fā)明的連接件中,區(qū)域86是一個重疊區(qū)域,它被設(shè)計(jì)成信號通路的一部分,且特性阻抗與連接件和傳輸線的阻抗相匹配。

      有效的內(nèi)導(dǎo)體外直徑d 和外導(dǎo)體內(nèi)直徑D,本方案確定的參數(shù)為:d=1.35 D=3.1本發(fā)明設(shè)采用了種新的設(shè)計(jì),使得插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體不需要彼此對接,導(dǎo)體被設(shè)計(jì)在兩個連接件之間形成一個重疊區(qū)域,這個重疊區(qū)域就相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)的連接件中的間隙。這個被特殊設(shè)計(jì)的重疊區(qū)域能夠形成一個信號通路,并能與連接件其它部分的阻抗相匹配。

      參閱圖8,第一插頭32包含的四個獨(dú)立的機(jī)械部分:內(nèi)導(dǎo)體46,外導(dǎo)體66,護(hù)罩40和介電隔離物68。第二插頭34包含3的個部分:內(nèi)導(dǎo)體48,外導(dǎo)體44和介電隔離物70所確定的參數(shù)如表1:

      表1

      本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):

      1、本發(fā)明采用了種新的設(shè)計(jì),使得插頭和插座的內(nèi)外導(dǎo)體不需要彼此對接,導(dǎo)體被設(shè)計(jì)在兩個連接件之間形成一個重疊區(qū)域,這個重疊區(qū)域就相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)的連接件中的間隙。這個被特殊設(shè)計(jì)的重疊區(qū)域能夠形成一個信號通路,并能與連接件其它部分的阻抗相匹配。2、區(qū)域54,56,58和60都接近0.10英寸(2.5mm),這個值大于兩個插頭連接深度的補(bǔ)償值。優(yōu)化的區(qū)域54,56,58和60的長度值提供的補(bǔ)償值是現(xiàn)有技術(shù)的10倍。3、區(qū)域52和62是內(nèi)外導(dǎo)體間充滿介電隔離材料的介電隔離區(qū)域。介電隔離材料通常由聚四氟乙烯制成,介電隔離材料使得連接件連接緊密,并且在每個插頭中保證內(nèi)外導(dǎo)體軸向中心對齊。

      4、連接件由第一插頭 32 和第二插頭 34組成。兩個插頭的都有不同的放大環(huán)36和38.放大環(huán)主要在多個連接件模塊組件中將單個插頭32,34固定在連接件套里面(圖7中)。

      5、每個插頭由內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及兩者之間的絕緣墊片組成,內(nèi)外導(dǎo)體自由端長度不一樣。第一插頭的內(nèi)外導(dǎo)體被設(shè)計(jì)為與第二插頭的內(nèi)外導(dǎo)體緊密配合。

      6、第一插頭包含有護(hù)罩40和插槽42.插槽42的作用是在制造時允許護(hù)罩40被輕微壓縮,在兩個插頭連接時保證第二插頭34 的外導(dǎo)體44能牢固連接。

      7、區(qū)域50 和64 分別是第一插頭和第二插頭與同軸電纜連接的地方,在這個區(qū)域內(nèi),信號首先從同軸電纜傳進(jìn)或者傳出連接件。上述的的區(qū)域都按標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)設(shè)計(jì),可以使指定的同軸電纜緊密配合并提供一個精確的阻抗匹配,使信號能分別有效的傳輸?shù)降谝徊孱^和第二插頭。

      8、區(qū)域54,56,58和60都大體上有同樣的長度,當(dāng)連接件連接時,區(qū)域58里第二插頭的外導(dǎo)體44滑入護(hù)罩40內(nèi)部,直到兩個外導(dǎo)體66和44彼此連接。同樣的道理,內(nèi)導(dǎo)體46和48彼此連接形成電連接。

      9、本發(fā)明的連接件在高頻12GHZ可以良好工作,最高測試頻率為18GHZ。

      在本說明書的描述中,術(shù)語“一個實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗6?,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

      以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

      當(dāng)前第1頁1 2 3 
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