一种宇航用射频电缆组件的制作方法

本发明属于微波射频无源器件技术领域，尤其涉及一种宇航用射频电缆组件。

背景技术：

现有的K型2.92电缆组件由于采用传统的电缆组件结构，未针对温度交变下电缆绝缘层端面变化情况进行限位设计，并且绝缘材料多选择低介电常数低物理特性的材料，耐力学性能以及耐辐照能力较差，故，不能满足高低温突变、高辐射空间环境及真空状态下传输微波信号的使用要求，且在高频振动以及高低温交变下易产生微波传输参数恶化的现象，影响通信链路传输，降低了整个产品的可靠性。因此，亟需设计一种能够满足高低温突变、高辐射空间环境及真空状态下传输微波信号的使用要求的电缆组件，以提高整个天线系统的性能和可靠性。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种宇航用射频电缆组件，满足高低温突变、高辐射空间环境及真空状态下传输微波信号的使用要求，以提高整个天线系统的性能和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种宇航用射频电缆组件，包括：结构相同的第一射频连接器(100)和第二射频连接器(200)，以及，射频同轴电缆(300)和标记缩套管(400)；所述射频同轴电缆(300)的两端分别与所述第一射频连接器(100)和第二射频连接器(200)连接；所述标记缩套管(400)包裹在所述射频同轴电缆(300)外侧；

其中，所述第一射频连接器(100)，包括：中心线位于同一轴线上的插针(1)、第一绝缘子(2)、压套(3)、第二绝缘子(4)、焊套(5)、紧固螺母(6)和壳体(7)；

所述插针(1)包括：直径逐级增大的插针头部(11)和插针尾部(12)，以及设置在插针尾部(12)上的中心孔(13)；

第一绝缘子(2)套装在插针头部(11)上；

第二绝缘子(4)套装在插针尾部(12)上；

所述中心孔(13)与所述射频同轴电缆(300)的内芯焊接连接；

所述压套(3)设置在所述第二绝缘子(4)与所述壳体(7)的内壁之间；

所述焊套(5)与射频同轴电缆(300)的一端套装焊接；

所述紧固螺母(6)套装于焊套(5)上；

所述插针(1)、第一绝缘子(2)、压套(3)、第二绝缘子(4)、焊套(5)和紧固螺母(6)位于所述壳体(7)的内腔中。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述第一绝缘子(2)包括：顺序连接的环形凸台部(21)和凸缘部(23)；

所述紧固螺母(6)包括：顺序布置的螺母第一端部(61)和螺母第二端部(62)；其中，所述螺母第一端部(61)设置有外螺纹，所述螺母第一端部(61)内侧设置有第一台阶(63)以及第二台阶(64)；

所述焊套(5)包括：顺序布置的焊套第一端部(51)和焊套第二端部(52)，以及，设置在所述焊套第二端部(52)的内环槽(53)；

所述壳体(7)包括：外部顺序布置的、直径逐渐增大的圆柱部(71)、第一台阶部(72)以及第二台阶部(73)，以及，内部顺序布置的、直径依次增大的第一腔(74)、第二腔(75)、第三腔(76)和第四腔(77)，以及，第一腔(74)与第二腔(75)之间形成的第一台阶面(78)、第二腔(75)与第三腔(76)之间形成的第二台阶面(79)，以及，设置在所述圆柱部(71)上的前端面凸环(712)。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述第一绝缘子(2)设置在所述壳体(7)的第一腔(74)内；其中，所述第一绝缘子(2)的外壁与所述第一腔(74)的腔壁接触，所述第一绝缘子(2)的凸缘部(23)抵接所述壳体(7)的第一台阶面(78)；

所述压套(3)设置在所述壳体(7)的第二腔(75)内；其中，所述压套(3)的外壁与所述第二腔(75)的腔壁接触，所述压套(3)的底端抵接所述壳体(7)的第二台阶面(79)，所述压套(3)的内腔壁与所述插针尾部(12)之间形成第一空气段；

所述第二绝缘子(4)设置在所述壳体(7)的第二腔(75)内、所述压套(3)与所述插针(1)之间；其中，所述第二绝缘子(4)的外壁与所述压套(3)的内腔壁接触；所述第二绝缘子(4)的底部抵接所述壳体(7)的第二台阶面(79)。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述焊套(5)设置在所述壳体(7)的第三腔(76)和第四腔(77)内；其中，所述焊套第一端部(51)的前端面与所述壳体(7)的第二台阶面(79)以及所述压套(3)的尾部接触限位；

所述紧固螺母(6)的螺母第一端部(61)设置在所述壳体(7)的第四腔(77)内；其中，所述第四腔(77)的腔壁上设置有内螺纹，与所述螺母第一端部(61)上的外螺纹配合连接；所述螺母第二端部(62)位于所述第四腔(77)外侧，对所述紧固螺母(6)进行限位；设置在所述螺母第一端部(61)内侧的第一台阶(63)与所述焊套第二端部(52)的后端面接触限位；所述紧固螺母(6)的第二台阶(64)与设置在所述焊套第二端部(52)的内环槽(53)之间构成焊锡流淌空间。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述射频同轴电缆(300)的电缆线芯与插针(1)焊接连接；

其中，所述射频同轴电缆(300)的电缆线芯通过所述插针尾部(12)的台阶与所述第一绝缘子(2)的环形凸台部(21)接触，使所述第一绝缘子(2)与所述壳体(7)的前端面凸环(712)压紧，对射频同轴电缆(300)的电缆线芯前限位，并形成第二空气段；以及，通过第二绝缘子(4)与射频同轴电缆(300)的端面压紧，对射频同轴电缆(300)的电缆线芯后限位。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述壳体(7)还包括：设置在所述前端面凸环(712)上的环形凹槽(711)；其中，所述环形凹槽(711)与壳体(7)的内腔连通。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述第一射频连接器(100)还包括：连接螺母(9)和卡簧(8)；所述壳体(7)还包括：设置在所述第一台阶部(72)上的弹簧卡槽(710)；

所述卡簧(8)设置在所述弹簧卡槽(710)内；

所述连接螺母(9)通过所述卡簧(8)与所述壳体(7)连接。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述第一绝缘子(2)包括：沿所述第一绝缘子(2)的中轴线均匀分布的多个第一通孔；

所述第二绝缘子(4)包括：沿所述第二绝缘子(4)的中轴线均匀分布的多个第二通孔。

在上述宇航用射频电缆组件中，所述电缆(300)为柔性或半柔性射频同轴电缆；

所述第一绝缘子(2)为改性聚苯醚材料；

所述第二绝缘子(4)为聚醚酰亚胺材料。

本发明具有以下优点：

(1)本发明中所述的宇航用射频电缆组件，采用双绝缘子支撑设计，可承受较高振动冲击以及温度交变冲击，降低了电缆组件在外界环境突变下微波传输参数恶化的风险，在保证优良微波传输参数的基础上实现了电缆组件的高可靠耐空间环境性能。

(2)本发明中所述的宇航用射频电缆组件，采用两段不同材料及结构的第一绝缘子和第二绝缘子，与传统的六孔开槽式或圆柱带台阶结构的单个绝缘子相比，机械性能得到了增强，使得本发明所述的宇航用射频电缆组件具有高可靠特性。

(3)本发明中所述的宇航用射频电缆组件，采用插针与电缆之间设置绝缘塞片的结构，绝缘塞片可对电缆内芯进行前后限位，与传统的空气间隙结构相比，可配接超短电缆(如，长度小于30mm的电缆)，进一步增强了本发明所述的宇航用射频电缆组件的耐环境性能以及机械性能，具有高可靠特性。

(4)本发明的紧固螺母与焊套的台阶以及倒角构成的空腔结构，可使焊套尾部溢出焊锡形成理想的倒圆弧角，与传统的尾部无倒角焊套结构相比，提高了本发明焊套焊接时的成品率和可靠性。

(5)本发明中所述的宇航用射频电缆组件具体可以为K型2.92电缆组件,由于采用了精密微波参数仿真优化设计技术、高比强度绝缘子结构补偿设计技术以及耐温变限位结构设计技术，并且采用的绝缘子材料物理性能可靠，因此工作频带更宽，功率更高，微波传输性能及耐空间环境性能更好。本发明所述的宇航用射频电缆组件的工作频率可以为DC～40GHz，驻波比小于1.30，工作温度为-100℃～+130℃，可在高真空环境下工作，实现空间任意位置K型2.92接口间的连接。

附图说明

图1是本发明实施例中一种宇航用射频电缆组件的连接结构示意图；

图2是本发明实施例中一种射频连接器的装配示意图；

图3是图2所示的射频连接器的剖面结构示意图；

图4是图2所示的射频连接器中的第一绝缘子的结构示意图；

图5是图2所示的射频连接器中的第二绝缘子的结构示意图；

图6是图2所示的射频连接器中的紧固螺母的结构示意图；

图7是图2所示的射频连接器中的焊套的结构示意图；

图8是图2所示的射频连接器中的壳体的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。

参照图1，示出了本发明实施例中一种宇航用射频电缆组件的连接结构示意图。其中，所述宇航用射频电缆组件包括：结构相同的第一射频连接器100和第二射频连接器200，以及，射频同轴电缆300和标记缩套管400。

在本实施例中，所述射频同轴电缆300的两端分别与所述第一射频连接器100和第二射频连接器200连接；所述标记缩套管400包裹在所述射频同轴电缆300外侧。其中，所述电缆300可以是柔性或半柔性射频同轴电缆；所述电缆300的长度可以根据需要在装配前按需裁剪，并根据需要在装配前进行弯曲或在使用时进行弯曲。

参照图2，示出了本发明实施例中一种射频连接器的装配示意图；参照图3，是图2所示的射频连接器的剖面结构示意图。如前所述，由于第一射频连接器100和第二射频连接器200的结构尺寸完全一致，故，在本实施例中，以第一射频连接器100为例进行说明，第二射频连接器200的具体结构可以参照所述第一射频连接器100的结构描述。

在本实施例中，结合图2和图3，所述第一射频连接器100，具体可以包括：中心线位于同一轴线上的插针1、第一绝缘子2、压套3、第二绝缘子4、焊套5、紧固螺母6和壳体7。其中，所述插针1包括：直径逐渐增大的插针头部11和插针尾部12，以及设置在插针尾部12上的中心孔13。

在本实施例中，第一绝缘子2套装在插针头部11上；第二绝缘子4套装在插针尾部12上；所述射频同轴电缆300的内芯伸入所述中心孔13，并通过焊接的方式与所述中心孔13连接。压套3设置在所述第二绝缘子4与所述壳体7的内壁之间；所述焊套5与射频同轴电缆300的一端套装焊接。紧固螺母6套装于焊套5上。所述插针1、第一绝缘子2、压套3、第二绝缘子4、焊套5和紧固螺母6位于所述壳体7的内腔中。

下面结合本发明实施例所述的宇航用射频电缆组件中各个零部件的具体结构，对所述宇航用射频电缆组件中的各个零部件之间的具体连接关系进行详细说明。

参照图4，是图2所示的射频连接器中的第一绝缘子的结构示意图。如图4，所述第一绝缘子2具体可以包括：顺序连接的环形凸台部21和凸缘部23，以及，沿所述第一绝缘子2的中轴线均匀分布的多个第一通孔(如图4中所示的第一通孔22。优选的，在本实施例中，所述第一通孔的数量可以是6个，所述6个第一通孔降低了第一绝缘子2的综合介电系数，有利于阻抗匹配。

参照图5，是图2所示的射频连接器中的第二绝缘子的结构示意图。如图5，所述第二绝缘子4具体可以包括：沿所述第二绝缘子4的中轴线均匀分布的多个第二通孔(如图5中所示的第二通孔41)。优选的，在本实施例中，所述第二通孔的数量可以是6个，所述6个第二通孔的作用与上述6个第一通孔的作用类型，可以降低第二绝缘子4的综合介电系数，有利于阻抗匹配。

参照图6，是图2所示的射频连接器中的紧固螺母的结构示意图。如图6，所述紧固螺母6具体可以包括：顺序布置的螺母第一端部61和螺母第二端部62。其中，所述螺母第一端部61设置有外螺纹，所述螺母第一端部61内侧设置有第一台阶63以及第二台阶64。

参照图7，是图2所示的射频连接器中的焊套的结构示意图。如图7，所述焊套5具体可以包括：顺序布置的焊套第一端部51和焊套第二端部52，以及，设置在所述焊套第二端部52的内环槽53。

参照图8，是图2所示的射频连接器中的壳体的结构示意图。如图8，所述壳体7具体可以包括：外部顺序布置的、直径逐渐增大的圆柱部71第一台阶部72以及第二台阶部73，以及，内部顺序布置的、直径依次增大的第一腔74、第二腔75、第三腔76和第四腔77，以及，第一腔74与第二腔75之间形成的第一台阶面78、第二腔75与第三腔76之间形成的第二台阶面79，以及，设置在所述圆柱部71上的前端面凸环712。

结合上述图2-8可知：

第一绝缘子2设置在所述壳体7的第一腔74内。其中，所述第一绝缘子2的外壁与所述第一腔74的腔壁接触，所述第一绝缘子2的凸缘部23抵接所述壳体7的第一台阶面78。

压套3设置在所述壳体7的第二腔75内。其中，所述压套3的外壁与所述第二腔75的腔壁接触，所述压套3的底端抵接所述壳体7的第二台阶面79，所述压套3的内腔壁与所述插针尾部12之间形成第一空气段。其中，所述压套3的内腔壁与所述插针尾部12之间形成第一空气段有利于阻抗匹配。

第二绝缘子4设置在所述壳体7的第二腔75内、所述压套3与所述插针1之间。其中，所述第二绝缘子4的外壁与所述压套3的内腔壁接触；所述第二绝缘子4的底部抵接所述壳体7的第二台阶面79。

焊套5设置在所述壳体7的第三腔76和第四腔77内；其中，所述焊套第一端部51的前端面与所述壳体7的第二台阶面79以及所述压套3的尾部接触限位。

紧固螺母6的螺母第一端部61设置在所述壳体7的第四腔77内。其中，所述第四腔77的腔壁上设置有内螺纹，与所述螺母第一端部61上的外螺纹配合连接；所述螺母第二端部62位于所述第四腔77外侧，对所述紧固螺母6进行限位；设置在所述螺母第一端部61内侧的第一台阶63与所述焊套第二端部52的后端面接触限位；所述紧固螺母6的第二台阶64与设置在所述焊套第二端部52的内环槽53之间构成焊锡流淌空间。

射频同轴电缆300的电缆线芯与插针1焊接连接。其中，所述射频同轴电缆300的电缆线芯通过所述插针尾部12的台阶与所述第一绝缘子2的环形凸台部21接触，使所述第一绝缘子2与所述壳体7的前端面凸环712压紧，对射频同轴电缆300的电缆线芯前限位，并形成第二空气段；以及，通过第二绝缘子4与射频同轴电缆300的端面压紧，对射频同轴电缆300的电缆线芯后限位。其中，需要说明的是，在本实施例中，第一绝缘子2与所述壳体7的前端面凸环712形成的第二空气段有利于阻抗补偿；其次，所述第一绝缘子2和第二绝缘子4共同实现对射频同轴电缆300的内芯的限位，两个绝缘子均具有精密阻抗补偿性能及高比强度，将壳体7与插针1及电缆内芯完全隔离开，增强了本发明实施例所述的宇航用射频电缆组件的防真空微放电能力；此外，所述第一绝缘子2和第二绝缘子4构成的双绝缘支撑结构机械可靠性高，提高了所述宇航用射频电缆组件在宇航空间环境下的可靠性。

在本发明的一优选实施例中，如图8所示，所述壳体7还包括：设置在所述前端面凸环712上的环形凹槽711，其中，所述环形凹槽711与壳体7的内腔连通，有利于壳体7的内腔空气在气压降低的环境中迅速排出，提高了所述宇航用射频电缆组件在高低温交变环境下的防真空微放电和防低气压放电能力，使得本发明实施例所述的宇航用射频电缆组件具有良好的耐空间环境性能。

在本发明的另一优选实施例中，结合图2和3，所述第一射频连接器100还可以包括：连接螺母9和卡簧8；进一步，如图8，所述壳体7还可以包括：设置在所述第一台阶部72上的弹簧卡槽710。其中，所述卡簧8设置在所述弹簧卡槽710内；所述连接螺母9通过所述卡簧8与所述壳体7连接。

需要说明的是，在宇航元器件中，常用的绝缘材料有四种：聚四氟乙烯、改性聚苯醚、聚醚酰亚胺以及聚醚醚酮。可以选择任意一种绝缘材料加工得到所述第一绝缘子2和所述第二绝缘子4，优选的，在本实施例中，所述第一绝缘子2可以为改性聚苯醚材料，所述第二绝缘子4可以为聚醚酰亚胺材料。

综上所述,本发明中所述的宇航用射频电缆组件，采用双绝缘子支撑设计，可承受较高振动冲击以及温度交变冲击，降低了电缆组件在外界环境突变下微波传输参数恶化的风险，在保证优良微波传输参数的基础上实现了电缆组件的高可靠耐空间环境性能。

其次，两段不同材料及结构的第一绝缘子和第二绝缘子，与传统的六孔开槽式或圆柱带台阶结构的单个绝缘子相比，机械性能得到了增强，使得本发明所述的宇航用射频电缆组件具有高可靠特性。

再次，采用插针与电缆之间设置绝缘塞片的结构，绝缘塞片可对电缆内芯进行前后限位，与传统的空气间隙结构相比，可配接超短电缆(如，长度小于30mm的电缆)，进一步增强了本发明所述的宇航用射频电缆组件的耐环境性能以及机械性能，具有高可靠特性。

进一步的，本发明的紧固螺母与焊套的台阶以及倒角构成的空腔结构，可使焊套尾部溢出焊锡形成理想的倒圆弧角，与传统的尾部无倒角焊套结构相比，提高了本发明焊套焊接时的成品率和可靠性。

此外，本发明中所述的宇航用射频电缆组件具体可以为K型2.92电缆组件,由于采用了精密微波参数仿真优化设计技术、高比强度绝缘子结构补偿设计技术以及耐温变限位结构设计技术，并且采用的绝缘子材料物理性能可靠，因此工作频带更宽，功率更高，微波传输性能及耐空间环境性能更好。本发明所述的宇航用射频电缆组件的工作频率可以为DC～40GHz，驻波比小于1.30，工作温度为-100℃～+130℃，可在高真空环境下工作，实现空间任意位置K型2.92接口间的连接。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。