低无源互调同轴连接器测试接口的制作方法

本发明涉及一种用于容易且快速地连接到测试对象的同轴测试连接器。它还涉及一种自对准同轴连接器，即在联接操作期间自动对准配合连接器的连接器。

背景技术：

为了测试电子装置，经常要使用测试适配器。这些测试适配器与待测试装置连接到外部测试设备。当测试rf装置(如放大器、滤波器等)时，这些rf装置通常必须通过rf连接器进行连接，而rf连接器在大多数情况下都是同轴连接器。这些rf装置具有相对紧密的机械公差并且需要精确的连接。当连接器手动附接到待测试装置时，测试适配器的连接器具有柔性线缆，并手动附接到待测试装置。如果需待测试装置和测试适配器之间的自动连接，则机械公差可能会引起严重问题。基本上，可以用紧密的机械公差构建测试适配器，但是待测试装置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失准，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待测试装置的配合连接器在所有平面和方向上精确地对准，那它将是优选的。

us6344736b1公开了一种自对准连接器。该连接器主体被保持在外径向凸缘上，而该外径向凸缘设置在其外表面上，位于设置在连接器外壳的内表面上的内径向凸缘和由轴向弹簧按压的垫圈之间，使得其可以对准插入到定心环中的配合连接器，该定心环至少在轴向和横向平面固定到连接器主体。

为了提供低无源互调(pim)连接，将相对较高的接触力施加到正常的同轴rf连接器。在正常使用中，这种力通过连接器的锁定螺母施加，该螺母用预定的相对较高的扭矩拧紧。在测试设置中，锁定连接器太耗时。简单地将连接器按压在一起将需要沿连接器的轴向产生高压力的压力装置。这在具有大量连接器的装置中特别难以实现。

us4374606公开了一种具有用于径向接触外导体的多个接触件的同轴连接器。接触件由套筒沿轴向保持。套筒可滑动地接合在外导体中。

us4106839公开了一种具有连接配合连接器的屏蔽罩的接触弹簧的屏蔽式多极连接器。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种在宽频率范围内提供高回波损耗的同轴rf连接器接口和可以通过施加比较低的力来连接和断开的低无源互调。优选地，应该保持连接而不用在连接器的轴向上施加显著的力。此外，连接器应该具有长寿命，具有测试设备所需的大量插拔周期。

独立权利要求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。

根据优选实施例，提供测试连接器，用于连接到兼容同轴连接器，其可连接到或成为待测试装置的一部分。测试连接器至少提供内导体和外导体，最优选地，两个导体具有圆形横截面和/或圆柱形形状，并且可以沿向内方向插入到测试连接器中。外导体具有圆形形状，用于在径向方向上至少部分地包围兼容性同轴连接器的外导体。它进一步提供用于保持大致圆形弹簧的凹槽，该弹簧用于径向地接触兼容性同轴连接器的外导体，并且对所述外导体维持大致径向接触力。

优选地，接触弹簧是指状件垫。优选地，接触弹簧具有多个独立的接触指状件，在各个接触指状件之间具有优选的小间隙。接触指状件可以在其外侧具有附加接触元件或接触点，以改善兼容性同轴连接器的接触。优选地，全部或至少大部分间隙的宽度小于指状件的宽度，优选等于或小于指状件的宽度的一半，最优选小于指状件宽度的1/3。进一步优选地，指状件的全部或至少大部分的宽度小于1mm并且优选地小于或等于0.5mm。此外，各个接触指状件优选地是公共基座的一部分，因此由公共基座保持在一起。优选地，如果基座由测试连接器保持并且接触指状件被径向地压靠在兼容性同轴连接器的外导体上。优选地，接触指状件从基座以弓形延伸。

优选地，至少一个接触指状件包括用于在径向上接触兼容性同轴连接器的第一接触部分。它还包括第二接触部分，用于接触形成在外导体中的凹槽的侧壁。最优选地，第二接触部分与凹槽的侧壁电容接触，虽然电流接触优选在较低频率下也可以使用。最优选地，凹槽的侧壁沿向外方向(与向内方向相反)定向，因此面向朝向兼容连接器的方向。通过与侧壁的接触，由从兼容连接器的外导体流动到测试连接器的电流形成电流环路的区域被减少，这进一步增加了连接器的带宽。

图10示出了没有用第二接触部分223与侧壁58的电容性接触来导致大电流环路区域241的实施例。

在另一优选实施例中，测试连接器的外导体可以包括保持接触弹簧的弹簧座，其是凹槽的一部分或形成凹槽。优选地，接触弹簧被焊合和/或焊接到弹簧座。最优选地，其由其基座焊合和/或焊接到弹簧座。焊料可以沿接触弹簧的基座径向向外施加到弹簧座。为了获得最佳的互调特性，接触弹簧和弹簧座之间只有一个冶金连接(焊料连接)。为了提供电容性接触并且防止在轴向方向上的任何电流接触，可以在接触弹簧的弓部和弹簧座之间设置绝缘盘。绝缘盘可以包括合适的绝缘材料，其可以是陶瓷或可以是ptfe或聚酰亚胺的塑料材料。此外，优选地，绝缘盘具有高介电常数以在弹簧和弹簧座之间提供高联接能力。优选地，弹簧座具有与测试连接器的外导体处的螺纹相接合的螺纹。这允许弹簧座优选地沿连接器的轴向方向拧在外导体上。

在替代实施例中，弹簧座可以被按压、焊合或焊接到测试连接器的外导体。

在另一个实施例中，弹簧座可以是测试连接器的外导体的一部分，其提供用于保持接触弹簧的圆形间隙或凹槽。在这种情况下，接触弹簧必须具有这样的形状和尺寸：使得当兼容性同轴连接器插入测试连接器时，接触弹簧和测试连接器的外导体之间的轴向力足够大以使接触弹簧变形，使得它进一步对测试连接器的外导体维持显著的力，以确保正确接触。这可以通过弧形指状件来实现。

本文所示的实施例具有以下优点：接触弹簧可以容易地安装到测试连接器中。没有必要将接触弹簧焊合或焊接到测试连接器中。接触弹簧可以承受大量的配合周期，而不会发生材料疲劳或接触不良。

优选地，基座关于中心轴线具有比接触指状件更大的半径。因此，优选地，基座基本上径向地包围接触指状件。这在兼容性同轴连接器的外导体与测试连接器之间导致非常紧凑的尺寸和非常短的电流路径，这进一步导致在宽的频率范围内具有良好的阻抗匹配，从而导致高回波损耗。

进一步优选地，接触指状件的数量高于10，优选高于20，最优选高于40，以实现低阻抗宽带接触。

进一步优选地，测试连接器的外导体具有至少一个接触部分，用于提供与兼容性同轴连接器的机械接触，进而提供与兼容性同轴连接器的机械对准。进一步优选地，弹簧座提供至少这样的接触部分。优选地，存在至少一个径向接触部分，用于提供兼容性同轴连接器和测试连接器的径向对准。进一步优选地，存在至少一个轴向定向的接触部分，用于在兼容性同轴连接器和测试连接器之间提供轴向对准。

在进一步的实施例中，测试连接器提供连接器引导件，用于当将兼容性同轴连接器插入到测试连接器中时，将兼容同轴连接器引向测试连接器。进一步优选地，连接器引导件具有锥形入口侧，用于简化兼容性同轴连接器的插入和对准。

与上述实施例无关，中心导体可以是阳型或阴型。

优选地，如果接触弹簧包括以下材料中的至少一种：铜铍合金、黄铜、钢。

进一步优选地，兼容性同轴连接器是符合德国标准din47223规定的7/16din连接器。

附图说明

在下文中，将参考附图以示例而非总体发明构思的限制方式，对实施例的示例进行描述。

图1示出了测试连接器组件的优选实施例。

图2示出了具有附接的兼容同轴连接器的测试连接器组件的优选实施例。

图3显示了测试连接器的细节。

图4示出了具有配合的兼容性同轴连接器的测试连接器的截面图。

图5示出了接触弹簧的一部分的侧视图。

图6示出了接触弹簧的俯视图。

图7示出了改进型接触弹簧。

图8详细示出了连接器的配合状态下的接触弹簧。

图9是图8的简化版本。

图10显示了接触区域的细节。

图11显示了改进型接触区域的细节。

具体实施方式

在图1中，示出了测试连接器组件的优选实施例。测试连接器30借助于具有中心轴线29的连接线25连接到内连接器20，该连接线25由安装悬架10保持，该安装悬架10可以允许连接线倾斜并且还可以允许沿中心轴线29的方向移位。此外，还可以存在维持指向测试连接器的方向的力，以便如下一图所示那样简化兼容性同轴连接器100的接触。优选地，测试连接器30包括内导体40和外导体50。进一步优选地，测试连接器30包括用于在配合连接器时引导兼容性同轴连接器100的连接器引导件60。

在图2中，示出了测试连接器组件的优选实施例，其具有沿向内方向(从页面的底部到页面的顶部或图的左侧到右侧)附接的兼容性同轴连接器100。兼容性同轴连接器100可以连接到线缆或待测试装置的外壳。兼容性同轴连接器100优选地包括内导体110和外导体120。进一步优选地，兼容性同轴连接器100具有外壳130，其更优选具有外螺纹。外壳优选包围外导体。

在图3中，以截面图示出了测试连接器30的细节。与中心轴线29对齐地布置内导体40。在本实施例中，内导体40为阳型，但也可为阴型。如以后所示，内导体的具体类型与外导体的接触无关。内导体40可以由保持盘41保持，该保持盘41可以是塑料或陶瓷材料。它在外导体50内将内导体40居中。此外，优选地，中心导体40具有狭槽42或六角改锥或类似装置，用于简化中心导体与测试连接器的组装。外导体50包括接触弹簧55，用于径向接触兼容性同轴连接器100的外导体。如本优选实施例中所示的接触弹簧包括保持多个接触指状件56的基座222，该接触指状件56在各个接触指状件之间具有间隙57。接触指状件可以在其外侧具有附加接触元件或接触点，以改善兼容性同轴连接器100的接触。优选地，存在弹簧保持件51，其优选地与内侧32一起形成凹槽，以将接触弹簧55保持在外导体50处的其位置上。接触弹簧55优选焊合和/或焊接到弹簧座51。弹簧座51可以借助于螺纹33被按压、焊接、焊合或附接到中心导体的基座31。

在替代实施例中，弹簧座51可以是具有外导体基座31的一部分。在这种情况下，它形成用于保持接触弹簧55的凹槽45。进一步优选地，外导体50具有至少一个机械接触表面。最优选地，存在至少一个轴向定向的机械接触部分53。可以存在径向定向的另一机械接触部分54。

在图4中，示出了具有配合的同轴连接器100的测试连接器30的截面图。兼容性同轴连接器100的中心导体110优选具有中心导体接触元件111，该中心导体接触元件111可以是具有狭槽的圆柱形套筒以在其端部处提供弹簧弹性特性，并且用于由其内接触部分113在接触部分43中接触中心导体40。中心导体110可以包围可以是中空的内部空间112。

兼容性同轴连接器的外导体120优选具有中空端部121，其在接触区域122中由接触弹簧55沿径向方向接触。

兼容性同轴连接器100与测试连接器30的机械对准通过测试连接器和兼容性同轴连接器100的外导体上的机械接触部分来实现。对于径向对准，兼容性同轴连接器100的外导体的外部部分123可以接触测试连接器的外导体的径向机械接触部分54。可以通过与测试连接器的外导体的轴向机械接触部分53相接触的兼容性同轴连接器100的轴向接触部分133来实现轴向对准。优选地，轴向接触部分133是外壳130的一部分。在轴向接触部分133的边缘处可以有棱134。这种独立的径向和轴向对准确保连接器的正确和可重复对准。为了简化连接器的配合，外导体50的外侧可以具有倒棱52。为了在连接器的配合期间提供早期对准，在测试连接器30处的连接器引导件60优选具有锥体61，其具有接口部分65，以在外壳处接合和/或引导外壳130和/或外螺纹131。

在图5中，示出了接触弹簧55的优选实施例的一部分的侧视图。接触弹簧具有基座222和从其延伸的多个接触指状件56、221。优选地，接触指状件是弧形的，并且提供靠近弧形的端部的第一接触部分221和在基座和第一接触部分之间的第二接触部分223。如图4所示，接触指状件的弧形允许兼容性同轴连接器100平滑地插入和移出测试连接器。多个接触指状件针中的每一个用作独立弹簧元件并且向兼容性同轴连接器100的外导体提供力，从而提供电流接触。优选地，弧形具有避开到兼容性同轴连接器100的开口。

在图6中，以直的伸展状态示出接触弹簧55的顶视图。基座222保持从其延伸的多个接触指状件56并且在其间有间隙57。基座优选不具有间隙或狭缝。优选地，接触弹簧包括以下材料中的至少一种：铜铍合金、黄铜、钢。

在图7中，以直的伸展状态示出改进型接触弹簧55。这里，基座222被切开，这增加了弹簧的柔软性和弯曲性。

在图8中，以连接器的配合状态详细地示出了接触弹簧55。如前所述，接触弹簧55包围在弹簧座51和外导体的基座31之间，形成用于接触弹簧的凹槽。接触弹簧55与其基座222焊合和/或焊接到弹簧座51。这里，焊料59被显示在接触弹簧55的基座222的径向外侧。为了获得最佳的互调特性，在接触弹簧55和弹簧座51之间仅存在一个冶金连接(焊料连接)。为了防止任何电流接触并且沿轴向方向提供电容接触，可以在接触弹簧的第二接触部分223和弹簧座51的侧壁58之间设置绝缘盘230。如果需要电流接触，则可以省略该盘。第一接触部分221与兼容性同轴连接器100的外导体120接触并产生到其的高导电性电路。由于接触弹簧55的设计，可以朝向测试连接器的外导体基座31和朝向兼容性同轴连接器100的外导体120产生高接触力，从而导致低的无源互调。优选地，接触弹簧55的基座222处于比接触指状件221、223更大的半径处。因此，接触指状件从基座向内定向。

图9是图7的简化版本，其中已经去除了一些边缘线以澄清各个部件。

图10基于图9并且示出了接触区域的进一步放大细节。这里，标记了通过从兼容连接器的外导体120流出的电流形成电流环路的区域240。它形成并联谐振电路，其中表面54和123之间的电容与电流环路的电感相匹配，从而限制连接器的带宽。由于第二接触部分223与侧壁58的电容性接触，该环路的区域可以显著减少，这进一步增加了连接器的带宽。

图11示出了没有第二接触部分223与侧壁58的电容性接触导致大的电流环路区域241的实施例。具有这种接触的连接器具有比根据图10的连接器显著更少的带宽。

附图标记列表

10安装悬架

20内连接器

25连接线

29中心轴

30测试连接器

31外导体基座

32内侧

33螺纹

40内导体

41保持盘

42狭槽

43导体接触部分

45凹槽

50外导体

51弹簧座

52倒棱

53轴向机械接触部分

54径向机械接触部分

55接触弹簧

56接触指状件

57间隙

58侧壁

59焊料

60连接器引导件

61锥体

65接口部分

100兼容性同轴连接器

110内导体

111中心导体接触元件

112内部空间

113接触部分

120兼容连接器的外导体

121圆柱形接触部分

122接触区域

123外部部分

130外壳

131外螺纹

133轴向接触部分

134倒棱

221第一接触部分

222基座

223第二接触部分

230绝缘盘

240电流环路的小区域

241电流环路的大区域