110GHz射频连接器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种机电元件，特别是涉及一种IlOGHz射频连接器。
【背景技术】
[0002] 在现有的射频连接器中，工作频率不高，一般为65GHz以下。当射频连接器工作频 率达IlOGHz时，外导体内径、内导体外径等关键尺寸精度及表面粗糙度要求非常高，结构 设计与加工工艺难度非常大；孔径仅为1mm的内孔精密加工、内导体弹性件的结构及加工、 介质支撑的材料及结构等方面，都决定了 IlOGHz射频连接器达到设计要求、满足电性能指 标有较大的困难，因此在该射频连接器中需采用特定的技术途径达到IlOGHz的工作频率 和优良的电性能指标。IlOGHz射频连接器主要用于我国XX型战场实时定向通讯系统，用于 射频信号的互联与传输。该产品的研制成功，进一步提升了我国毫米波通讯、制导和雷达系 统的可靠性及安全性，为我国的国防事业做出了重要贡献。
[0003] 而在现有IlOGHz射频连接器中，绝缘支撑采用聚四氟乙烯或PEI材料，前者机械 强度差，后者介电常数高，致使内外导体尺寸变化大。该方式均对射频连接器工作频率及性 能有着一定的局限性，并不能完全满足用户的使用要求。
[0004] 因此亟需提供一种新型的IlOGHz射频连接器来解决上述问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种IlOGHz射频连接器，具有优良的机 械性能，介电常数低。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种IlOGHz射频 连接器，包括内导体、嵌套在其外部的外导体，在内导体与外导体之间设有绝缘支撑、除绝 缘支撑外的空间填充有空气介质，绝缘支撑由四个聚酰亚胺薄片组成，每个薄片呈U型嵌 在外导体内侧面的凹槽内，内导体填充在绝缘支撑中部的星形空间内。
[0007] 在本实用新型一个较佳实施例中，绝缘支撑的每个薄片嵌在内导体外壁的凹槽 内，使绝缘支撑的固定更加稳固。
[0008] 在本实用新型一个较佳实施例中，IlOGHz射频连接器的特性阻抗由内导体直径与 外导体内径决定，其额定值为50 Ω。
[0009] 本实用新型的有益效果是：本实用新型采用聚酰亚胺薄片作为绝缘之撑，通过特 定结构设计以及连接器整体的结构设计，加大了空气的占比，降低了其支撑介质的相对介 电常数，同时又保证了机械强度，减小了绝缘支撑引起的对传输线的干扰，消除了尺寸变化 造成的不连续性电容的影响，达到减小因阻抗不连续引起的反射，大大降低了射频连接器 的电压驻波比，提高了射频连接器的性能。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型IlOGHz射频连接器一较佳实施例的立体结构示意图；
[0011] 图2是所述绝缘支撑组件的剖面图；
[0012] 附图中各部件的标记如下：1、外导体，2、内导体，3、绝缘支撑，31、薄片。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点 和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确 的界定。
[0014] 请参阅图1和图2,本实用新型实施例包括：
[0015] -种IlOGHz射频连接器，包括内导体2、嵌套在其外部的外导体1，在内导体2与 外导体1之间设有绝缘支撑3、除绝缘支撑3外的空间填充有空气介质，绝缘支撑3由四个 聚酰亚胺薄片31组成，每个薄片31呈U型嵌在外导体1内侧面的凹槽内，内导体2填充在 绝缘支撑3中部的星形空间内。外导体1接受四个薄片31轴向和径向的定位，使绝缘支撑 3完全夹住内导体2。在内导体2外嵌有绝缘支撑3的部位可设置凹槽，若内导体2外设置 凹槽，绝缘支撑3的每个薄片31则嵌在内导体2外壁的凹槽内，使绝缘支撑3的固定更加 稳固。
[0016] 射频连接器的电压驻波比是考核连接器性能的一项重要指标，为了保证连接器获 得较低的电压驻波比，首先要考虑连接器阻抗的匹配与连续。微波讯号从同轴线传输时， 由于绝缘支撑的介入，势必发生导体直径尺寸的阶梯突变，破坏了传输线的均匀性，从场论 的观点看，必定产生畸变，而且高频电场传输不稳定，它的电力线分布在直径尺寸的阶梯突 变处，场是不均匀的。为了当TEM波传输到直径尺寸的阶梯突变处时，具有低的输入反射， 且不产生高次谐波，采用所述结构与材质的绝缘支撑，具有优良的机械性能，很低的介电常 数，在保证其具有一定的支撑强度的同时，又加大了空气的占比，大大降低了其相对介电常 数。
[0017] 当绝缘支撑3处的内导体2直径与外导体1内径选择在特定的特性阻抗时，可保 持同传输线一样的截止频率，特性阻抗的额定值为50 Ω，从而减小了绝缘支撑3引起的对 传输线的干扰，消除了尺寸变化造成的不连续性电容的影响，达到减小因阻抗不连续引起 的反射，大大降低了连接器的电压驻波比，提高了连接器的性能。
[0018] 截止频率是射频连接器的另外一个电性能参数，其由外导体1、内导体2和绝缘支 撑3的外径尺寸决定，所以IlOGHz射频连接器内外导体之间除很薄的绝缘支撑3外，全部 由空气介质填充，因此，连接器的接口可以看成一段带绝缘支撑3的空气同轴线，这样可获 得更高的截止频率，且连接器的特性阻抗能够通过内、外导体尺寸两个简单物理量的测量 就能判定。
[0019] 下面描述所述IlOGHz射频连接器的设计方法：
[0020] 首先对其相关尺寸进行计算，根据公式（1)
[0022] 其中，C〇~300000km/s ;
[0023] λ c-波长，mm ;
[0024] d一内导体直径，mm;
[0025] D一外导体内径，mm;
[0026] ε r一绝缘材料的介电常数。取d = 0· 4mm，D = 1mm，ε r = 1。
[0027] 经过理论计算，fc = 136GHz，现实中一般降额为10% - 15%，所以技术指标要求 IlOGHz已达到临界值。为了达到最佳的宽频带性能，就要求空气的占空比尽可能大，绝缘支 撑3在满足机械性能条件下，尽可能薄。同时还要对绝缘支撑3的结构进行优化设计。在 固定内导体2和绝缘支撑3的内外径后，通过计算，大致确定过渡补偿段的尺寸。
[0028] 当设计完成后，还必须对内、外导体直径的公差和同轴度，内导体轴向间隙等进行 合适的规定。
[0029] IlOGHz射频连接器内外导体直径的公差计算公式：
特性阻抗偏差，又叫阻抗精度。（根据IEEE的规定，IlOGHz测试级连接器 (LPC)的阻抗精度为±0. 6%，IlOGHz工业级连接器（GPC)的阻抗精度为±1. 2% );
[0032] 内、外导体的偏心度计算公式：
[0034] 内导体轴向间隙计算公式：
[0036] G--间隙宽度（mm)
[0037] f--频率（GHz)
[0038] AS--电压驻波比增量
[0039] d 和 dg--直径（mm)
[0040] ω--插孔开槽宽度（mm)
[0041] N--开槽数目
[0042] 再通过Ansoft HFSS软件对计算得到的结构进行微波仿真，对计算结果进行验证， 从而达到优化的效果。
[0043] 本实用新型采用聚酰亚胺薄片作为绝缘之撑，通过特定结构设计以及连接器整体 的结构设计，加大了空气的占比，降低了其支撑介质的相对介电常数，同时又保证了机械强 度，减小了绝缘支撑3引起的对传输线的干扰，消除了尺寸变化造成的不连续性电容的影 响，达到减小因阻抗不连续引起的反射，大大降低了射频连接器的电压驻波比，提高了射频 连接器的性能。因此本实用新型具有反射小、性能稳定、使用寿命长等优点，经用户使用后， 能够满足整机要求，效果良好。
[0044] 以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种IlOGHz射频连接器，包括内导体、嵌套在其外部的外导体，其特征在于，在内导 体与外导体之间设有绝缘支撑、除绝缘支撑外的空间填充有空气介质，绝缘支撑由四个聚 酰亚胺薄片组成，每个薄片呈U型嵌在外导体内侧面的凹槽内，内导体填充在绝缘支撑中 部的星形空间内。2. 根据权利要求1所述的IlOGHz射频连接器，其特征在于，绝缘支撑的每个薄片嵌在 内导体外壁的凹槽内。3. 根据权利要求1或2任一项所述的IlOGHz射频连接器，其特征在于，IlOGHz射频连 接器的特性阻抗由内导体直径与外导体内径决定，其额定值为50Q。
【专利摘要】本实用新型公开了一种110GHz射频连接器，包括内导体、嵌套在其外部的外导体，在内导体与外导体之间设有绝缘支撑、除绝缘支撑外的空间填充有空气介质，绝缘支撑由四个聚酰亚胺薄片组成，每个薄片呈U型嵌在外导体内侧面的凹槽内，内导体填充在绝缘支撑中部的星形空间内。本实用新型采用聚酰亚胺薄片作为绝缘之撑，通过特定结构设计以及连接器整体的结构设计，加大了空气的占比，降低了其支撑介质的相对介电常数，同时又保证了机械强度，减小了绝缘支撑引起的对传输线的干扰，消除了尺寸变化造成的不连续性电容的影响，达到减小因阻抗不连续引起的反射，大大降低了射频连接器的电压驻波比，提高了射频连接器的性能。
【IPC分类】H01R13/646, H01R13/6473, H01R13/405
【公开号】CN204927606
【申请号】CN201520673781
【发明人】柏雪崧, 张宿, 余珺, 周大敏, 周荣景, 陈侃
【申请人】中国电子科技集团公司第四十研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月31日