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1、(10)申请公布号 CN 102884683 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 4 6 8 3 A *CN102884683A* (21)申请号 201180022700.5 (22)申请日 2011.05.05 202010006813.4 2010.05.14 DE H01R 13/00(2006.01) H01R 24/40(2006.01) H01R 13/33(2006.01) (71)申请人胡贝尔和茹纳股份公司 地址瑞士黑里绍市 (72)发明人伊登索罗利亚罗萨里奥 迈克尔马特 丹尼尔绍赫尔 大卫拉波索加西里-巴克罗 约瑟夫福克斯 霍尔格卡斯滕。
2、森 (74)专利代理机构北京中安信知识产权代理事 务所(普通合伙) 11248 代理人张小娟 (54) 发明名称 同轴射频连接器 (57) 摘要 本发明涉及一种用于地外使用的同轴连接器 (1)。该同轴连接器(1)带有母和公连接器部件 (2、3)。所述两个连接器部件(2、3)每个都设置 有一个内部通气通道(24、25)，该内部通气通道 (24、25)在连接器的纵向方向上延伸，并通向至 少一个向外延伸的、阶梯状(在纵向截面观察时) 的通气通道(26、27)。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.11.06 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/057242。
3、 2011.05.05 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/141353 DE 2011.11.17 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页 1/1页 2 1.一种带有母和公连接器部件(2、3)的同轴连接器(1)，其中，所述两个连接器部件 (2、3)每个都设置有一个内部通气通道(24、25)，该内部通气通道(24、25)在连接器的纵向 方向(x)上延伸并排入到至少一个向外延伸的通气通道(26、27)，其在纵向截面观察时呈 阶梯状。 2.如权利要求1所述的同。
4、轴连接器(1)，其特征在于，母和公连接器部件(2、3)两者都 设置有向外延伸的通气通道(26、27)。 3.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，纵向通气通道(24、25)布 置在触点(9、10)的内部。 4.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，所述阶梯状通气通道 (26、27)由连接器部件(2、3)的绝缘体(7、8)和电缆(15、16)的绝缘体(19、20)形成。 5.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，在可操作地连接的状态， 从纵截面看，基本上呈对角的通气通道(28)布置在连接器部件(2、3)之间。 6.如权利要求5所述的同轴连接器(1)。
5、，其特征在于，所述呈对角的通气通道(28)由 连接器部件(2、3)的绝缘体(7、8)形成。 7.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，至少一个通气通道(26、 27、28)配置为旋转对称的形式。 8.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，至少一个通气通道(26、 27、28)排入到一个通气开口(23、38)。 9.如前述权利要求之一所述的同轴连接器(1)，其特征在于，连接器部件(2、3)能够通 过一个公锁紧螺母(4)被拧在一起。 权 利 要 求 书CN 102884683 A 1/6页 3 同轴射频连接器 技术领域 0001 本发明涉及同轴射频连接器或“RF连接。
6、器”领域。 背景技术 0002 对于射频信号的传输，同轴射频连接器是必不可少的，其通常用于两个设备的连 接，例如天线到同轴电缆的连接。在现代通信系统的射频前端的领域，印刷电路无处不在。 随着半导体放大器(“固态功率放大器”或“SSPAs”)的推出，这种类型的电路对于卫星的 主板上的高功率发射器也已成为一个有吸引力的选择。在此之前，这个功能由行波管放大 器或“TWTAs”来完成，这也需要使用常规和繁琐的波导技术。提供这种电路的选择之一涉 及同轴电缆和同轴连接器的使用。迄今为止，“TNC连接器”的使用一直是必要的，因为较小 的SMA连接器(微型A连接器)不适合于所涉及的高功率传输。SMA连接器的使。
7、用以前被 限制到低电压范围。不过，如果设计用于太空飞行的更高额定功率的SMA连接器能够被使 用，这将是有用的，因为这些连接器更轻、更小。然而，有一个缺点，在常规SMA连接器的现 有设计的内部结构中，对最大可能传输容量施加了大量的限制。由于这个原因，TNC连接器 今天仍然使用，出于安全的理由，传输容量超过几瓦。相应的，必须容忍这些连接器更高的 重量和更大的尺寸。 0003 SMA插头连接器主要是用于1GHz26.5GHz的频率范围内的应用中。高达40GHz 的实施例是已知的。公连接器一般都配置有螺旋锁紧螺母，而母连接器提供有外螺纹，即销 或套筒，套筒配置为在销上滑动，而不管内部导体的配置。连接器。
8、部件被分别描述为SMA公 连接器和SMA母连接器。与其他射频插头连接器比较，SMA连接器都比较小。相比于其他 射频插头连接器，SMA连接器都比较小。目前可用的SMA连接器是一种用于微波应用的高 精度连接器，其特点在于其高机械强度，长使用寿命，运行可靠和低驻波比(VSWR)。 发明内容 0004 本发明的一个目的是披露一种改进的SMA连接器，其适合在太空旅行中使用，避 免了现有技术中已知的连接器的缺点。 0005 该目的通过独立权利要求的特征来实现。 0006 在一个实施例中，本发明的连接器包括带有第一(公)连接器部件和第二(母)连 接器部件的带有螺旋的连接器。该第一和第二连接器部件可以通过锁紧。
9、螺母机械地连接。 锁紧螺母通常布置在公连接器部件上。本发明的连接器，也被描述为PSM(超小型电源)连 接器，与传统的SMA连接器并不直接兼容。虽然外部尺寸和重量大致相等，但该连接器有一 个不同的内部设计，其允许显著的更高功率的传输。然而，必要时，传统的SMA连接器与本 发明的PSM连接器能够通过一个适配器可操作的连接。虽然本发明的PSM连接器的内部大 致上是“无间隙的”，但是在地球外的应用中被设计为允许空气流通。传统的SMA连接器提 供了径向间隙的布置，其虽然在地外应用中不利，但在传统的地面应用中是没有意义的。 0007 本发明的PSM连接器的连接器部件总体上具有一个套筒形的壳体，该壳体被配置。
10、 说 明 书CN 102884683 A 2/6页 4 在外部并构成一个外部导体。在该壳体的内部容纳一个绝缘体，例如压入壳体中，或以其他 方式固定在后者。该绝缘体上设置有一个中央开口，用于容纳一个销状接触元件(触点)， 作为内部导体。该销状接触元件也被压入到绝缘体中，并通过一个肩部支撑后者。附件的 其他配置和装置是可能的。 0008 除其他因素外，SMA连接器的传输容量的限制是由于连接器部件内部和连接器部 件之间的间隙布置和配置不足。通过本发明的连接器的内部的配置，相等尺寸的连接器的 传输能力可以大大增加。可替换地，与传统的连接器相比，相同的传输容量可以通过一个更 小尺寸的连接器传输。在地外应。
11、用中，传统连接器中的间隙的不利布置的问题将由这个事 实而加剧，由于当时的真空，间隙中所含的空气将不再存在，或将以一个不受控制的方式逃 逸。潜在的问题包括“倍增效应现象”或电晕放电，这也可能会发生在其他的空心导体。间 隙的不利布置对承载能力和热交换能力也有不利影响。 0009 为了充分散热，必须使用适当热导率的电介质。例如，PTFE，具有0.25W/mK的热传 导率。另一个要考虑的因素是电介质的电气强度。以PTFE为例，击穿电压的范围是从40 至80kV/mm。 0010 通气开口在连接器的电磁兼容性要求(EMC要求)方面代表一个重要领域。在一 实施例中，共提供了三个通气开口，这种布置和配置使得。
12、射频损失不会有负面影响。两个连 接器部件分别设置有一个通气开口。另一个通气开口布置在所述锁紧螺母中，在两个连接 器部件的接触区域。连接器部件可以设置有内部通道，用于控制通气。在一实施例中，接触 销设置有一个通道，其中的至少一部分纵向延伸，被用于控制通气。每个连接器部件的纵向 通道通过向外延伸的曲折通道可操作地连接到相关的通气开口。一般避免通道直接沿径向 延伸到外部。 0011 机械的和/或电负载的连接器部件优选从下列金属之一制造：铍铜、不锈钢、 青铜、钛。连接器部件优选涂覆有下面的涂层材料之一：金、带金色闪光的镍磷镀层 (SucoproTM)，铜-锡-锌合金(SucoplateTM)。 001。
13、2 在一实施例中，本发明涉及一种带有母和公连接器部件的同轴连接器，每个连接 器部件设置有一个内部通气通道，该内部通气通道在连接器的纵向方向上延伸，并排入到 至少一个向外延伸的通气通道，其在纵向截面观察时呈阶梯状。 0013 根据该实施例的形式，母和公连接器部件两者都设置有向外延伸的通气通道。在 实施例的一种形式中，至少有一个纵向通气通道布置在触点内部(连接器部件的内部导 体)。该阶梯状通气通道可以由连接器部件的绝缘体和电缆的绝缘体形成。在可操作地连 接的状态，从纵截面看，基本上呈对角的通气通道可以在连接器部件之间形成。该呈对角的 通气通道可以由连接器部件的绝缘体形成。在一般情况下，通气通道配置。
14、为旋转对称的形 式。朝向外侧，所述至少一个通气通道总体上排入到一个通气开口。在实施例的一种形式 中，连接器部件通过一个公锁紧螺母被拧在一起。 附图说明 0014 参考附图，下面更详细的描述新的连接器的实施例的形式。在这些图中： 0015 图1示出了传统的SMA连接器(现有技术)的纵截面； 0016 图2示出了本发明的一个PSM连接器的俯视图； 说 明 书CN 102884683 A 3/6页 5 0017 图3示出了图2中所示连接器的纵向剖面，沿剖面线AA； 0018 图4示出了本发明的连接器从前上方的斜的剖视图，连接器部件在可操作地连接 的状态； 0019 图5示出了本发明的连接器的俯视图；。
15、连接器部件不在可操作地连接的状态； 0020 图6示出了图5中所示连接器的纵向剖面，沿剖面线BB； 0021 图7示出了图6中C的细节图； 0022 图8示出了图6中D的细节图。 具体实施方式 0023 除非另有说明，图中对应的部件使用相同的参考编号。 0024 为了比较的目的，图1示出了常规的SMA连接器100(现有技术)的剖视图(纵截 面)。该连接器100设置有一母部件101和一公部件102，两者由锁紧螺母103螺合。从外 往里看，母部件101设置有一外部第一壳体104，其包围一第一绝缘体106。一个第一触点 108布置在第一绝缘体106中，其一侧容纳第一电缆110的第一内部导体112。公。
16、部件102 设置有一第二壳体105，用于容纳包围第二触点109的第二绝缘体107。在外侧，第二触点 109用于容纳第二电缆111的第二内部导体113。在可操作地连接的状态(如图所示)，所 述第二触点109被插入到所述第一触点108，在内端部的区域，被配置为插座的形式。将观 察到，在连接器100的内部，一些封闭的、比较大的、径向取向的空间和间隙114存在。后者 这样的布置使得没有意义的通气成为可能。这些空间和间隙对太空中的连接器的性能也有 不利影响。 0025 图2示出了本发明的一个PSM连接器1的俯视图。图3示出了根据图2的PSM连 接器1沿剖面线AA的剖视图(纵截面)。 0026 本发明的同。
17、轴连接器(PSM的连接器)1设有一母部件2和公部件3，在可操作地连 接的状态(如图所示)，通过锁紧螺母4被螺合在一起。所述母部件2设置有一第一壳体 5，作为外部导体。一个第一绝缘体7从前端被插入到该第一壳体5中。一个第一触点9被 从内侧插入到所述绝缘体中，在这里，该触点通过一个肩部被支撑在该绝缘体7上，并被作 为用于发送信号的内导体。在后端区域中，所述第一触点9配置为，在组装时，其可以机械 地连接到的第一电缆15的第一内导体13。为了增强所示实施例的性能，使用一个第一套圈 11，它在后端容纳内部导体13，并在前端被插入到所述第一触点9。该套圈11提高第一内 部导体13和公连接器部件3之间的信号。
18、传输。 0027 图4从斜上方示出了在可操作地连接状态下的连接器部件2、3。所示的连接器1 的正面部分以90角切去，以提供更清晰的内部视图。 0028 从外往里看，公连接器部件3设置有一第二壳体6，其作为一个外部导体。一个第 二绝缘体8被从前侧插入到所述第二壳体6。所述第一和第二绝缘体7、8总体上由塑料材 料，例如PTFE形成，并且其被从前端压入到连接器部件2、3的壳体5、6中，并相应地固定。 附件的其他形式是可能的。在第二绝缘体8中，一个第二触点10被从正面压入。在所示实 施例的形式中，所述第二触点10被配置为其前端为插座形式，并设置有弹簧舌片29(参见 图6)，使得在可操作地连接的状态下，。
19、它与第一连接器部件2的第一触点9配合，其前端被 配置为销的形式并设置有一个内部的凹槽。在后端，所述第二触点10被配置为允许其可操 说 明 书CN 102884683 A 4/6页 6 作地连接到一个第二电缆16的第二内部导体14。为了增强所示实施例的性能，使用一个第 二套圈12，它在后端容纳第二内部导体14，并在前端被插入到所述第二触点10。在它们各 自的后端部，所述连接器部件2、3的第一和第二壳体5、6每个都设置有一个凸缘21、22，分 别用于第一和第二电缆15、16的外部导体17、18的连接。外部导体17、18与所述凸缘的连 接总体上是通过焊接以导电性和机械稳定的方式提供。 0029 如图。
20、3和图4所示，母部件2的壳体5设置有外螺纹30，能够被可操作地连接到 锁紧螺母4中的内螺纹31。锁紧螺母4关于公部件3的壳体6是可转动的，并且被布置为 在轴向方向上(x方向)可位移。布置在公壳体6的弹性挡圈32啮合在锁紧螺母4中的一 个内部槽33中，从而限制锁紧螺母4关于公壳体6的轴向位移。在可操作地连接的状态中 (参见图3和图4)，沿着第一和第二环形接触表面34、35，通过锁紧螺母4，连接器部件2、3 的壳体5、6在它们的前端面被压缩一起。至少一个接触表面设置有槽36，其允许经由第三 通气通道28的通气。锁紧螺母4设置有一个在径向方向上向外延伸的内部环形通气通道 37，在这种情况下，其排入到。
21、两个在直径上相对的通气开口38。通气开口38的功能是第三 通气通道28和锁紧螺母4内部的通风。 0030 用于信号传导的内部连接器部件优选镀金的。通过同样镀金的套圈11、12，连接器 1内部的最佳接触可以得到保证。套圈11、12总体上通过焊接固定到电缆15、16的内部导 体13、14。 0031 图6示出本发明的一个PSM连接器1，其包括一个母第一连接器部件和一个公第二 连接器部件2，3。该PSM连接器1具有与现有技术的传统的SMA连接器基本相同的尺寸。 在该实施例中，一些关键尺寸在图中以双箭头标示(计量单位：毫米)。现有技术中已知的 连接器与此处展示的PSM连接器1之间的主要区别之一是刻意避。
22、免不利的空气间隙。在本 发明的设计中，间隙是必要的，它们被布置为获得最佳的传输能力。 0032 如图3、图4和图6所示，并如图7和图8中的细节C和D，第一和第二触点9、10 每个都设置有一个纵向的通气通道24、25。在它们各自的后端，分别排入到曲折的和向外延 伸的第一和第二通气通道26，27。所述向外延伸的通气通道26，27，以间隙的形式配置，以 包括多个阶段的阶梯状布置向外延伸，在它们的外端部排入到通气开口23。这些通道分别 由电缆15、16的相应的凹的绝缘体19、20和壳体5、6中的连接器2、3的绝缘体7、8形成。 0033 在可操作地连接的状态(参见图3和图4)，连接器部件2、3的绝缘体。
23、7、8形式一 个第三通气通道28，以间隙的形式配置，其中，在纵向截面看，基本上对角向外延伸，即与纵 向连接器轴(x轴)呈角，并排入到外端处的通气开口23。第三通气通道28也机械地连 接到纵向通气通道24、25。在图6中所示的例子中，通气通道的角约21度。第三通气通 道28由连接器部件2、3的第一和第二绝缘体7、8上的两个锥形端部表面39、40形成。所 述端部表面39、40配置形成一个恒定厚度的环形第三通气通道28。指定的尺寸可以在一定 的公差范围内变化，但前提是对操作模式没有产生不利影响。 0034 参考编号列表 0035 1连接器(PSM连接器) 0036 2连接器(母或第一连接器部件) 0。
24、037 3公连接器(公或第二连接器部件) 0038 4锁紧套筒(锁紧螺母) 说 明 书CN 102884683 A 5/6页 7 0039 5母部件的壳体(第一壳体) 0040 6公部件的壳体(第二壳体) 0041 7第一绝缘体(母部件) 0042 8第二绝缘体(公部件) 0043 9第一触点(母) 0044 10第二触点(公) 0045 11第一套圈(母部件) 0046 12第二套圈(公部件) 0047 13第一电缆的内部导体 0048 14第二电缆的内部导体 0049 15第一电缆(母) 0050 16第二电缆(公) 0051 17第一电缆的外部导体 0052 18第二电缆的外部导体 00。
25、53 19第一电缆的绝缘体 0054 20第二电缆的绝缘体 0055 21第一凸缘(第一壳体) 0056 22第二凸缘(第二壳体) 0057 23通气开口 0058 24第一纵向通气通道 0059 25第二纵向通气通道 0060 26向外延伸的第一通气通道 0061 27向外延伸的第二通气通道 0062 28向外延伸的第三通气通道 0063 29弹簧舌片 0064 30外螺纹 0065 31内螺纹 0066 32弹性挡圈 0067 33槽 0068 34第一接触表面(母) 0069 35第二接触表面(公) 0070 36槽 0071 37环形通气通道 0072 38外部通气开口 0073 39。
26、第一锥形端部表面 0074 40第二锥形端部表面 0075 100SMA连接器 0076 101母部件 0077 102公部件 说 明 书CN 102884683 A 6/6页 8 0078 103锁紧螺母 0079 104第一壳体(母部件) 0080 105第二壳体(公部件) 0081 106第一绝缘体(母部件) 0082 107第二绝缘体(公部件) 0083 108第一触点(母) 0084 109第二触点(公) 0085 110第一电缆 0086 111第二电缆 0087 112第一内部导体(第一电缆) 0088 113第二内部导体(第二电缆) 0089 114空间(间隙) 说 明 书CN 102884683 A 1/5页 9 Fig.1 Fig.2 说 明 书 附 图CN 102884683 A 2/5页 10 Fig.3 说 明 书 附 图CN 102884683 A 10 3/5页 11 Fig.4 说 明 书 附 图CN 102884683 A 11 4/5页 12 Fig.7 说 明 书 附 图CN 102884683 A 12 5/5页 13 Fig.8 说 明 书 附 图CN 102884683 A 13 。