自对准连接器接口的制作方法

本发明涉及自对准连接器，优选地涉及自对准rf连接器，即，一种连接器，其在耦合操作期间自动对准配合连接器。

背景技术：

对于电子器件的测试，经常使用测试适配器。这些测试适配器将要测试的器件连接到外部测试设备。当测试rf器件(如放大器、滤波器或其他器件)时，这些器件通常必须通过rf连接器连接，其在大多数情况下都是同轴连接器。这些连接器具有相对较小的机械公差并需要精确的连接。同样的问题也适用于波导和/或光连接器的连接。当连接器手动连接到要测试的器件时，测试适配器的连接器具有柔性电缆，并手动连接到要测试的器件。如果需要测试的器件和测试适配器之间的自动连接，机械公差可能会导致严重的问题。基本上，可以用紧密的机械公差构建测试适配器，但是待测试的器件通常以更大的量制造并且通常具有更宽的机械公差。这可能导致连接器的未对准，这可能进一步导致连接器的损坏或不正确的测试结果。通常，如果测量适配器的连接器和要测试的器件的配合连接器在所有平面和方向上精确地对准，那将是优选的。

us6,344,736b1公开了一种自对准连接器。连接器本体被保持在设置在其外表面上的外部径向凸缘上，在设置在连接器壳体的内表面处的内部径向凸缘和由轴向弹簧挤压的垫圈之间，使得其可以与配合连接器对准，该配合连接器插入到至少轴向地和在横向平面中固定到连接器本体的定中心环中。在横向平面内的运动是克服通过轴向弹簧在垫圈上施加到连接器本体的外凸缘的相对较高而不是精确限定的力来实现的。此外，连接器本体在连接器壳体中的径向中间位置不被限定，使得在联接过程期间，不仅必须调节配合连接器的径向未对准，而且还要调节连接器本体的未对准。连接器本体在断开后无法自动恢复到其径向中间位置。

可以看出，已知的连接器装置的另一缺点在于，当通过连接器本体的外凸缘和垫圈的倾斜运动传递到轴向弹簧时，连接器本体的倾斜必须克服轴向弹簧的相对较大的力。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种自对准连接器，其中连接器本体在横向平面中的移动是克服被限定的力而实现的，该力在断开后使器件回到定中心的初始位置，其中较大地执行连接器本体的进一步的倾斜而不必克服大的力，并且其中连接器本体在断开之后被恢复并固定到精确的同轴位置。

独立权利要求1中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

根据第一实施例，自对准连接器接口至少具有带有连接器本体和内部连接器的电馈通件、定中心环、连接器引导件和外壳。连接器接口可以通过外壳保持在测试适配器内。连接器本体包括用于所需电连接的所有部件。在同轴rf连接器的情况下，其可以具有内部导体和外部导体。它不一定需要具有锁定部件，如锁紧螺母。连接器本体可以连接到形成馈通件或者可以是其一部分的电气或同轴线路。连接器本体限定纵向轴线，该纵向轴线优选地是其几何中心的中心轴线，纵向轴线沿插入方向，连接器本体沿该插入方向连接。连接器本体优选地保持在定中心环中，用于将连接器定中心到待测试器件的配合连接器。最优选地，连接器本体同轴地布置在定中心环内。连接器本体进一步被支撑成可相对于其纵向轴线倾斜并且可沿其纵向轴线在连接器引导件内滑动。连接器引导件保持在外壳内，在横向于纵向轴线的平面内可移动。该组件允许纵向(沿着纵向轴线)、横向(横向于纵向轴线)和倾斜(与纵向轴线成角度)调节连接器本体以精确地配合到配合连接器中。这些三个自由度中的运动优选地由弹性元件和/或弹簧预加载，进一步通常称为弹簧。当连接器接口未连接到配合连接器时，其优选地通过弹性弹簧强制进入初始位置。

此外，优选的是连接器引导件布置在外壳中，能够抵抗定中心弹簧的力而在横向平面中移动。因此，连接器本体优选地布置在外壳中，使得没有力抵抗任何倾斜运动，并且一旦其从初始位置轴向移动到操作位置就可以倾斜。

优选地，馈通件具有刚体，机械地连接连接器本体和内部连接器。在替代实施例中，馈通件可以具有用于连接连接器的电缆或波导。

进一步优选的是，在该初始位置不与配合连接器接触，连接器本体通过定中心装置在连接器引导件中机械地定中心。当连接器接口在插入方向上移动到其操作位置时，连接器本体被释放以在连接器引导件中倾斜。通过这种方式，在其初始状态下的连接器接口处于完全中立的位置，使得当配合连接器联接时，仅需要调节待测试器件的配合连接器的最终未对准，而不必调节所述自对准连接器的未对准。

优选地，定中心装置包括分别形成在连接器本体、管套或馈通件的外周处和连接器引导件的内周处的配合的环形突起，所述突起的边缘在连接器本体的位移位置彼此面对，被倒角以便于对中心装置的接合。

进一步优选的是，定中心环布置在连接器本体上，可从插入方向的初始位置沿着纵向轴线克服第二轴向弹簧的力而移动。优选地，第二轴向弹簧构造成在第一轴向弹簧之前被压缩，使得匹配连接器在第一轴向弹簧被压缩之前联接。因此，在配对连接器已经对中心之后，定中心环被推回以允许连接器的联接。

根据另一实施例，可能不存在第二轴向弹簧。在这种情况下，定中心环必须足够短，以便能够匹配连接器。

在替代实施例中，第二轴向弹簧可以被配置成使得在联接过程中从配合连接器传递到定中心环的力首先被传递到连接器本体，使得其被轴向地移位和释放，以在第二轴向弹簧被第一轴向弹簧的增大的抵抗力压缩之前倾斜，允许配合连接器与连接器本体的联接。

在一个优选实施例中，定中心环是可缩回的。因此，当接近时可将连接器定中心到配对连接器。最优选地，定中心环可以完全缩回，使得其当连接器配合时不会对连接器施加定中心力。优选地，当连接器接口处于其初始位置时，定中心环被弹簧加载以将环延伸到其全长。

为了使连接器本体与连接器引导件在横向平面中移动所需的力最小化，连接器引导件优选通过低摩擦滑动轴承可移动地布置在外壳中。

第一轴向弹簧和第二轴向弹簧优选地形成为可以具有多种尺寸和特性的螺旋压缩弹簧。

优选地，第一轴向弹簧具有比第二轴向弹簧更高的初始弹簧力。优选地，第一轴向弹簧具有比第二轴向弹簧更高的刚度。以这种方式，在联接过程中，第二轴向弹簧将首先收缩，并且允许配合连接器在连接器本体被释放以便倾斜运动之前与连接器本体的触点配合。

附图说明

在下文中，将参考附图通过实例的方式来描述本发明的实施例，而不限制总的发明构思。

图1示出了处于初始状态的自对准连接器的半截面侧视图；

图2是图1的连接器处于弹簧偏转并且连接器本体稍微倾斜的状态下的全截面侧视图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的优选实施例。自对准连接器2包括馈通件4，其在第一端处在图中的左侧处承载连接器本体5，该连接器本体可与例如待测试的器件的配合连接器(未示出)联接。馈通件可以通过未示出的另外的电缆与测试和测量装置连接到内部连接器7。连接器本体7限定纵向轴线22，其优选地为馈通件4的纵向轴线。为了建立与要测试的器件的连接，将要测试的器件的配合连接器沿着插入方向10朝向连接器本体5移动，直到连接器本体和配合连接器配合为止。

馈通件4布置在连接器引导件6中，能克服第一轴向弹簧8的力而沿着插入方向10从图1所示的初始位置轴向移位。第一轴向弹簧8构造成在连接器引导件6的端壁11和固定到连接器本体5并且逆着插入方向10延伸的管套12之间的压缩弹簧。下面将进一步说明所述管套12的结构和功能。

如图1所示，在管套12内处于初始位置的连接器本体5通过形成在管套12或连接器本体5的外周上的第一环形突起14定中心，所述第一环形突起抵接连接器引导件6的内周表面18。进一步的定中心可以由馈通件4处的第二环形突起16支撑，其抵接连接器引导件6的相应内周表面20。优选的是馈通件是由如金属管的刚性材料制成的，或者至少被这种刚性材料支撑。

当在联接过程中连接器本体5通过配合连接器在插入方向上移位时，第一环形突起14和第二环形突起16与相应的内周表面18和20脱离接合，如图2所示，使得连接器本体4可以相对于纵向轴线22倾斜，以便调节要测试的器件的配合连接器的任何角度的未对准。应当指出的是，第一轴向弹簧8与馈通件4间隔开，使得连接器本体的倾斜运动不会受到影响。

在固定到连接器引导件的管套12上，布置有定中心环24，其具有外管套25并且具有在插入方向上渐缩的圆锥形内表面26，并且能克服设计为压缩弹簧的第二轴向弹簧28的力而从图1所示的初始位置轴向地沿着插入方向10移位。图1所示的初始位置由内边缘30限定，该内边缘形成在定中心环处并且抵靠管套12的径向端壁34。第二轴向弹簧28优选地位于管套12的端壁34和位于定中心环24的开口端的插入件36之间，插入件36优选地形成定中心环24的锥形入口以及沿着插入方向延伸的内管套38，第二轴向弹簧28在该内管套上定中心。

连接器引导件6布置在外壳42中，能克服定中心弹簧40的力而在横向于纵向轴线22的平面中移动，以便补偿配合连接器的径向未对准。为了最小化连接器引导件的横向移动所需的力，连接器引导件6通过低摩擦滑动轴承44安装在外壳42中。

自对准连接器的功能如下：如果要联接未对准自对准连接器的连接器本体的匹配连接器，则配合连接器首先会碰到定中心环24，这有助于对准连接器。当第二轴向弹簧28的初始弹簧力小于第一轴向弹簧8的初始弹簧力时，定中心环沿插入方向移位。当匹配连接器进一步靠近自对准连接器的连接器本体时，管套12和连接器本体4将克服第一轴向弹簧8的力而移动，由此第一和第二突起14、16脱出与相应的内表面18、20的接合，允许连接器本体4倾斜并对准配合连接器的最终取向未对准。同时，连接器引导件6在横向平面中自由运动，允许补偿任何径向的未对准。

随着配合连接器沿插入方向的进一步移动，第一轴向弹簧8达到等于或大于第二轴向弹簧28的初始弹簧力的弹簧力，或者连接器本体5的进一步移动被阻挡，使得定中心环24将沿插入方向移位，允许配合连接器与连接器本体的联接或配合。

图2示出了相对于外壳42的轴线46径向移动并倾斜的连接器本体5的纵向轴线22。

附图标记列表

2自对准连接器

4馈通件

5连接体

6连接器引导件

7内部连接器

8第一轴向弹簧

10插入方向

11端壁

12管套

14第一环形突起

16第二环形突起

18周边表面

20周边表面

22纵轴线

24定中心环

25外管套

26锥形内表面

28第二轴向弹簧

30内边缘

34端壁

36插入件

38内管套

40定中心弹簧

42外壳

44低摩擦轴承

46外壳的轴线