一种宇航用舱外大功率耐辐照TNC射频电缆组件的制作方法

一种宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件
技术领域
1.本发明涉及一种宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件，属于微波射频无源器件技术领域。


背景技术：

2.目前在航天中使用的传统tnc射频电缆组件，其绝缘体材料在空间环境下很容易被破坏，例如在宇航环境的高辐照下，高能射线使绝缘体的高分子材料发生交联或裂解等化学反应，从而导致材料的化学结构和高次结构变化，从而引起绝缘体介电常数变化，导致传输通路的阻抗匹配被破坏；或引起绝缘体材料强度大大下降，受外力时极易损坏，对连接器造成不可逆的损害，此外，传统的连接器卡圈结构在长期使用过程中，连接螺母与内卡簧作用面容易逐渐磨损失效，最终会使内卡簧从连接螺母中脱出造成连接器的报废。以上问题大大降低了产品在空间环境下应用的可靠性。
3.因此，迫切需要设计一种能在宇航中使用的，可以耐辐照且可靠性高的大功率tnc射频电缆组件。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中射频电缆组件产品无法满足在宇宙空间辐照环境稳定使用的情况，提出了一种宇航舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件，以保证在复杂的空间环境下仍能保持优良的微波性能以及极高的可靠性。
5.本发明解决上述技术问题是通过如下技术解决方案予以实现的：
6.一种宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件，其特征在于：包括射频同轴电缆、连接于射频同轴电缆两端的射频连接器，射频同轴电缆外包覆铠甲；射频连接器包括壳体、位于壳体内的第一绝缘子和第二绝缘子、插设于第一绝缘子和第二绝缘子内的插针、用于连接射频同轴电缆的固定件、用于连接母头的连接件。
7.所述壳体外壁顺序设置直径依次增大的头部圆柱部、第一台阶部和第二台阶部，第一台阶部的外侧表面开设有用于卡设连接件的环槽，环槽靠近头部圆柱部的一侧设置有斜面，斜面沿着远离壳体轴线的方向逐渐向靠近头部圆柱部的一侧倾斜。
8.所述连接件包括连接螺母和内卡簧，连接螺母套设于壳体外壁，内卡簧卡设于环槽内且卡设于连接螺母的内壁。
9.所述壳体内依次设置有相连通的第一腔、第二腔、第三腔，沿着靠近固定件的方向，第一腔、第二腔、第三腔的内径逐渐增大，第一腔与第二腔之间形成第一台阶面，第二腔和第三腔间形成第二台阶面，第一绝缘子的一端设置有第一环形凸台，第一绝缘子与第一环形凸台之间形成与第一台阶面配合的固定台阶面，第一绝缘子的端部开设有用于卡设第二绝缘子的连接凹槽，第二绝缘子的周向面设置有第二环形凸台，第二环形凸台的周向面与第二腔内壁抵接。
10.所述第一绝缘子和第二绝缘子的材料为改性聚苯醚(mppo)。
11.所述第一绝缘子的轴线周边开设有多个通孔，这些通孔绕第一绝缘子的轴线均匀分布，第二绝缘子的轴线周边开设有多个通孔，这些通孔绕第二绝缘子的轴线均匀分布。
12.所述第一绝缘子的通孔贯穿第一绝缘子，第二绝缘子的通孔贯穿第二绝缘子。
13.优选的，所述第一绝缘子和第二绝缘子的通孔截面都为圆形；
14.优选的，所述第一绝缘子的通孔截面积占第一绝缘子截面积的20％～30％。第二绝缘子的通孔截面积占第二绝缘子截面积的20％～30％。
15.通过上述技术方案，使得第一绝缘子和第二绝缘子的介电常数接近2.0。且第一绝缘子和第二绝缘子的介电常数基本在2.2-2.2之间。
16.优选的，所述第一绝缘子和第二绝缘子上的通孔数量均为6～8个。
17.优选的，所述第一绝缘子的通孔和第二绝缘子的通孔正对。
18.所述固定件包括固定于射频同轴电缆端部的外部的焊套、套设于焊套外部的紧固螺母，焊套周向面设置有用来限制紧固螺母从焊套端部滑脱的凸环，紧固螺母位于壳体内且与壳体螺纹连接。
19.所述铠甲的材质为不锈钢。
20.所述铠甲为不锈钢带螺旋缠绕形成，相邻层的不锈钢带之间相叠压勾连，从而形成精密排列的中空式管状结构。该管具有良好的机械强度并能够弯曲活动，电缆可从管的内孔穿过。
21.具体的，不锈钢带垂直于自身长度方向的截面为s形，不锈钢带呈螺纹形式缠绕，且沿其螺纹方向，后圈的螺纹不锈钢带依次叠压至前圈的螺纹不锈钢带，且相邻螺纹圈的不锈钢带的s形端部相勾连。
22.所述固定件朝向铠甲(4)的端部设置有外螺纹，铠甲(4)通过外螺纹与固定件螺纹连接。
23.综上所述，本技术至少包括以下有益技术效果：
24.(1)本发明采用了不同于传统tnc绝缘子材料和结构的第一绝缘子和第二绝缘子，其结构相比于传统的一体式绝缘子，机械性能更强，其材料耐辐照能力更强，保证了本发明电缆组件具有高可靠性。
25.(2)本发明的射频同轴电缆外包覆不锈钢材料螺旋缠绕式可活动结构的铠甲，铠甲在保证良好机械性能的同时，并且能够屏蔽外太空电离辐照，进一步提升了本发明电缆组件的耐辐照能力。
26.(3)本发明的壳体外卡槽的部分设置有斜面，使内卡簧受到拉力的同时产生一个撑大内卡簧，向卡槽内挤压的力，从而确保内卡簧能够紧贴壳体卡槽内壁，防止内卡簧脱落，提高了结构的稳定性以及产品的可靠性。
附图说明
27.图1为本发明宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件整体结构示意图；
28.图2为根据本发明的连接器分解示意图；
29.图3a为本发明的直式tnc射频电缆组件剖面示意图，图3b为弯式tnc射频电缆组件剖面示意图；
30.图4为本发明的第一绝缘子示意图；
31.图5为本发明的第二绝缘子示意图；
32.图6为本发明的插针示意图；
33.图7a为本发明的组件壳体外观示意图，图7b组件壳体的结构图；
34.图8为本发明的紧固螺母示意图；
35.图9为本发明的紧固铠甲示意图。
36.附图标记说明，
37.1、射频连接器；2、热缩套管；3、射频同轴电缆；4、铠甲；
38.101、连接螺母；102、第一绝缘子；103、插针；104、内卡簧；105、壳体；106、第二绝缘子；107、焊套；108、紧固螺母；109、弯头螺母；
39.1051、头部圆柱部；1052、第一台阶部；1053、第二台阶部；
40.1054、第一腔；1055、第二腔；1056、第三腔；
41.1057、第一台阶面；1058、第二台阶面；
42.1031、插针头部；1032、中间圆柱部；1033、插针尾部；
43.1061、环形凸环；
44.1081、第一端部；1082、第二端部；
45.1021、第一环形凸台；1022、连接凹槽。
具体实施方式
46.下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述：
47.本技术实施例公开一种宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件。
48.如图1-3所示，一种宇航用舱外大功率耐辐照tnc射频电缆组件，包括射频同轴电缆3、连接于射频同轴电缆3两端的射频连接器1，射频同轴电缆3外包覆铠甲4，射频连接器1的尾端与铠甲4外报复热缩套管2。实现了射频信号的稳定传输。
49.如图2和图3所示，tnc射频连接器1包括中心线位于同一轴线上的壳体105、第一绝缘子102、第二绝缘子106、插针103，还包括用于连接射频同轴电缆3的固定件、用于连接母头的连接件；其中：
50.第一绝缘子102和第二绝缘子106位于壳体105内，插针103插设于插设于第一绝缘子102和第二绝缘子106内。
51.如图3a、图7a和图7b所示，壳体105外壁顺序布置头部圆柱部1051、第一台阶部1052和第二台阶部1053，其直径依次增大，第一台阶部1052的外侧表面开设有用于卡设连接件的环槽。连接件包括连接螺母101和内卡簧104，连接螺母101套设于壳体105外壁，内卡簧104卡设于环槽内且卡设于连接螺母101的内壁，从而实现连接件与壳体105的连接。环槽靠近头部圆柱部1051的一侧设置有斜面，斜面沿着远离壳体105轴线的方向逐渐向靠近头部圆柱部1051的一侧倾斜。内卡簧104受到拉力在环槽内沿着斜面移动时，斜面对内卡簧104的内壁产生一个撑大内卡簧104、将内卡簧104向向卡槽内挤压的力，从而确保内卡簧104能够紧贴环槽内壁，防止内卡簧104脱落，且内卡簧104不易完全进入环槽内而造成连接螺母101与壳体105滑脱。
52.如图7b所示，壳体105内部为中空的结构，壳体105内依次设置有相连通的第一腔1054、第二腔1055、第三腔1056，沿着靠近固定件的方向，第一腔1054、第二腔1055、第三腔
1056的内径逐渐增大，第一腔1054与第二腔1055之间形成第一台阶面1057，第二腔1055和第三腔1056间形成第二台阶面1058。
53.如图4所示，第一绝缘子102材料为改性聚苯醚(mppo)，第一绝缘子102为圆柱形轴体结构，第一绝缘子102的轴线周边开设有多个第一空心槽，本实施例通过在第一绝缘子102中心线周边挖6个第一空心槽，使得在减小第一绝缘子102介电常数尺寸的同时保证其支撑强度，第一绝缘子102具有第一环形凸台1021和连接凹槽1022，第一环形凸台1021的设置使得第一绝缘子102外壁形成与第一台阶面1057配合的固定台阶面，连接凹槽1022开设于第一绝缘子102的端部，连接凹槽1022用于卡设第二绝缘子106，插针103置于第一绝缘子102内部，插针103尾部与第一绝缘子102的中心孔相配合。
54.如图5所示，第二绝缘子106材料为改性聚苯醚(mppo)，第二绝缘子106的轴线周边开设有多个第二空心槽，本实施例在第二绝缘子106中心周边挖6个通孔，得在减小第二绝缘子106介电常数尺寸的同时保证其支撑强度，第二绝缘子106设有环形凸台1061，环形凸台1061设置于第二绝缘子106背离第一绝缘子102的一侧，第一绝缘子102尾部内孔端面紧贴第二绝缘子106前端面，第二绝缘子106的环形凸台1061与射频同轴电缆3端面紧紧贴合在一起。
55.如图6所示，插针103包括顺序连接的插针103头部、中间圆柱部1032和插针103尾部，插针103头部插在第一绝缘子102的插孔中，插针103尾部直径大于中间圆柱部1032直径，插针103尾部具有中心孔，射频同轴电缆3内芯插入中心孔中，并通过焊接实现与插针103连接。
56.如图3a所示，铠甲4为不锈钢材料的管状可弯曲活动结构，铠甲4为不锈钢带螺旋缠绕形成，相邻两层不锈钢带之间的相叠压勾连，能够保证良好机械性能且可弯曲活动的同时，并且能够屏蔽外太空电子。紧固螺母朝向铠甲4的端部为第一端部，第一端部外表面设置有外螺纹，铠甲4与紧固螺母通过第一端部的外螺纹相连接，该外螺纹的螺距与铠甲螺距一致。使得铠甲与紧固螺母之间通过该简单结构连接起来，射频同轴电缆3与射频连接器1连接起来，且连接位置有较强的耐辐照能力。
57.如图2和图3a所示，固定件包括固定于射频同轴电缆3端部的外部的焊套107、套设于焊套107外部的紧固螺母108，焊套107周向面设置有用来限制紧固螺母108从焊套107端部滑脱的凸环，紧固螺母108位于壳体105内，紧固螺母108外壁设置有外螺纹，壳体105的第三腔1056内壁设有用于与紧固螺母108的外螺纹配合连接的螺纹。紧固螺母108还可以为弯头螺母109(如图3b所示)。以紧固螺母108为例，如图8所示，紧固螺母108包括顺序布置的第一端部1081和第二端部1082，第一端部1081设有外螺纹，紧固螺母108套装在焊套107上，焊套107通过焊接的方式焊在射频同轴电缆3的一端。
58.本发明所述的tnc射频电缆组件能够在温度范围-100℃～+125℃、存在大量电离辐射的航天器舱外环境下实现稳定的应用，工作频率在dc～11ghz，驻波比小于1.30，额定功率能达到200w。
59.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
60.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。