高频测试连接器设备、高频测试系统及其用途的制作方法

本发明涉及根据主权利要求的前序部分的高频测试连接器设备。此外，本发明涉及一种采用这种高频测试连接器设备的高频测试系统，并且本发明涉及这种高频测试连接器设备和/或这种高频测试系统的用途。

背景技术：

从本申请人的de202010007227u1中已知一种根据主权利要求的前序部分的高频测试连接器设备。其公开了旨在作为通用高频测试连接器设备的高频测试笔并配置为用于与连接到待在高于1ghz的典型测试和操作频率下进行测试的电子器件的同轴连接配对件(接触配对件)的临时功能测试接触，这种通用的高频测试连接器设备(高频测试笔)通过内部导体和与之同轴的套筒状外部导体来实现，从而以如下方式放置在接触配对件上：外部导体的(环形)外边缘的面接合到接触配对件的相应环形的外部接触件上，并且内部导体(通常沿轴向定向，即沿运动和连接的轴线定向)可以以弹簧加载方式来触碰接触配对件的中心接触件。一旦建立了这样的临时测试连接接触，通常为批量生产设计的移动无线电模块或类似技术就在指示的高频范围内进行测试。

不利的影响是，在工业测试和制造实践中，同轴高频连接配对件(接触配对件)具有机械制造的且典型为批量生产的内部接触结构和外部接触结构，其中在内部接触结构和外部接触结构之间需要的(塑料)隔离器在前序部分中公开的通用现有技术中已经可以观察到的尺寸方面不完全精确。这具有不利的影响，即该隔离材料在轴向方向上延伸超出外部接触件的端侧边缘，从而导致通用测试笔的正面接合的外部导体无法与配对件的金属外部接触件建立接触。测试期间的测量和信号传输问题是不利的结果。

作为现有技术引用的de202010007227u1通过根据本发明的主权利要求的前序部分的高频测试连接器设备已经克服了该缺点，该高频测试连接器设备在(接地和套筒状)接地部分和内部接触件之间形成容纳空间，同轴连接配对件的外部套筒部分可以被引入或插入导内部接触件中；在插入状态下，通用测试连接器设备的内部接触件将接合到连接(接触)配对件的内部导体部分上，从而建立接触并实现测量操作。

由de202010007227u1已知的技术已经在测试连接器设备的(径向外部)接地接触部分和连接配对件的套筒部分之间提供了套筒侧公差补偿来建立接地，即通过接地部分的具有环形弹簧的(通常为中空圆柱形的)内壁，该环形弹簧可通过伸展和建立接触而与连接配对件的外部护套表面建立接触，从而确保可靠地建立相应的同轴外部导体的接地。

然而，在实际操作中，从de202010007227u1已知的该技术还被证明是需要改进的。例如，对于借助于外护套侧的环形弹簧的接触解决方案所需的生产技术、构造和部件的数量巨大--尺寸很小，适于插入到形成在接地部分的内表面上的环形狭槽(环形凹槽)中的这种小尺寸的部件不仅需要复杂且专门的生产步骤，而且这种充分配合的环形弹簧也很昂贵，而且还容易产生较大的磨损，这意味着除了生产复杂(以及可能是昂贵的)之外，有效的测试寿命(或以与连接配对件的相应连接过程的形式的测试循环的最大数量)也是有限的。

此外，从前序部分中已知的技术的实践经验已经证明：关于借助于接地由此实现的高频连接的高频传输特性，特别在1ghz以上的测试和操作频率下高频过渡电阻或(与频率有关的)阻尼特性方面产生不均匀性；另一个缺点是这类高频传输问题并未系统地限于相同的频率范围内。这还导致通用测试连接器设备(或基于它们待构造的测试系统)的质量控制和(或基于它们的测试系统)生产中的高度复杂性，这对总生产成本产生了额外的不利影响。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，就具有成本效益、能够自动化并保证长使用寿命的生产和使用特性(包括改进的测试周期数)来改进根据主权利要求的前序部分的高频测试连接器设备，并提供一种此类设备，其在高频传输特性方面、特别是在高于1ghz的操作和测试频率方面得到改进，并且其特别没有呈现出在这方面的不均匀的或在某些(频率)范围内的波动的传输和阻尼特性。

该目的通过具有主权利要求的特征的高频测试连接器设备来实现；在从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。寻求在本发明范围内的对根据本发明的高频测试连接器设备以及高频测试系统的用途的附加保护，并且寻求在本发明范围内的对高频测试连接器设备以及高频测试系统在高于1ghz、特别是在2ghz和6ghz之间的操作和/或测试频率范围内的用途的保护。

以根据本发明的有利的方式，本发明现在实现了在同轴测量配对件(partner)(即根据本发明的高频测试连接器设备的接地部分和连接配对件的外部导体(套筒部分))之间的端侧或前侧的公差补偿。虽然这不意味着不能额外使用根据de202010007227u1的环形弹簧或类似的护套侧弹簧组件，但本发明已经有利地表明这在高频传输中或者对于高于1ghz的宽频率范围内的均匀的阻尼特性来说是不必要的，这在当前情况下特别相关。

相反，本发明以特别有利的方式允许以所示的方式在传输优化方式上有效的轴向前侧公差补偿得以确保，并且允许在同轴测试连接器设备和同轴连接配对件之间的接触建立和功能测试相互作用这两者的可能变型，即允许接地部分接合在连接配对件的套筒部分的径向外侧上(由此类似于根据de202010007227u1的通用现有技术的设计)并且径向上反之亦然，允许将接地部分接合到连接配对件的径向外部接地的套筒部分中。

根据本发明的第一变型，这有利地根据本发明通过根据本发明的高频测试连接器设备的接地部分而发生，该高频测试连接器设备具有用于(与连接配对件、更精确地是其套筒部分)建立接地的导电弹簧装置，其以如下方式被分配：为了接合在连接配对件的套筒部分上，该连接配对件的端侧面可以接合到弹簧装置上，该弹簧装置沿着运动和连接的轴线以接触建立的方式和弹簧加载的方式实现在接地部分的套筒底部中。换句话说，对于这种方案的变型，根据本发明的导电弹簧装置布置在接地部分的轴向端部中，即其套筒底部中或在被接地部分包围的容纳空间的底部中。

在本发明的替代构造中，接地部分具有根据本发明的用于建立接地的导电弹簧装置，该弹簧装置以如下方式被分配：为了接合到连接配对件的套筒部分中，从接地部分的前侧端部分突出的弹簧装置可以沿着运动和连接的轴线以建立接触的方式并以弹簧加载的方式接合到连接配对件的接地内部部分上；在特别优选的构造中，连接配对件的接地内部部分可以被实现为连接配对件的内部(进一步优选为底侧)肩部。

在两种情况下，根据本发明的导电弹簧装置均确保了接地，其显著地改善了由此产生的地面耦合的传输和阻尼特性，并且尤其不受(前侧)尺寸公差或其他不均匀性、特别是连接配对件的尺寸公差或其他不均匀性的影响。

根据本发明的优选实施例，根据本发明的导电弹簧装置可以被实现为呈(优选地均匀的)圆周分布的多个单独的弹簧销，这些弹簧销附接到接地部分的相应的分配或安装区域(通常通过插入到形成用于各个单独的弹簧销的容纳装配件的适当的孔中，或者替代地，通过被实现为用于被插入到孔中的弹簧加载的柱塞)。在本发明的第一变型的情况下，单独的弹簧销将在用于连接配对件的容纳空间的底部或套筒底部中以圆周分布布置，该容纳空间由接地部分形成；在接地部分接合到连接配对件的套筒部分中的情况下，它们将布置在其端侧面或前侧面上。

根据本发明的其他优选实施例，对于多个设置的单独的弹簧销，已经证明另外有利且优选的是，根据本发明提供的多个单独的弹簧销(且它们本身又以其他已知方式形成弹簧加载的且相对于固定套筒的轴向移动的柱塞)的数目是至少四个，进一步优选为至少六个，以确保优选在接地部分的整个圆周上与连接配对件(公差补偿地)建立接地。根据另一实施例，如果这些弹簧销的接触头(设置在弹簧加载的且可移动的柱塞的一侧上)设有平面或可替代地设有异形(例如，凸圆形)、锥形和/或尖的轮廓。

另外有利地，针对该解决方案标准化的单个弹簧销或当前情况下作为大批量生产的部件可以用于该解决方案，从而允许将高连接质量和传输质量与低成本相结合。

这同样适用于由替代实施例提供的选择，根据该替代实施例，根据本发明的导电弹簧装置被配置为(优选环形的)接触腿组件。所述接触腿组件具有多个周向设置的鳍状接触腿，其相应的自由端部可以以根据本发明的弹簧加载和接触建立的方式接合到连接配对件的相应接地部分上，接触腿优选地彼此重叠或定向成以一定角度彼此重叠，或者替代地被径向向内定向。

进一步优选地，所提供的所述鳍状接触腿的数量为至少四个、优选至少六个，并且所述鳍状接触腿优选地在圆周上以均匀的间隔分布；已经证明有利的是，这种接触腿组件是冠状的并且通过蚀刻和弯曲或模切和弯曲或者可替代地通过铣削来制造。

再次，多个鳍状接触腿允许在整个圆周上基本连续地建立(端侧)接地，这意味着可以以这种方式确保在高频传输特性方面优化的传输中的频率特性和阻尼效应。

在与作为上述导电弹簧装置的接触腿组件的实施例的可能连接中，或者替代地在没有接触腿组件的情况下，本发明的另一实施例旨在将根据本发明的弹簧装置构造为导电金属的和/或聚合物的(优选是弹性体的)缓冲件和/或海绵组件。以这种方式，通过固有的弹性以及这种缓冲件和/或海绵组件的导电性，以特别简练的方式建立了有利于阻尼性能的期望的公差补偿的接地。

因此，本发明特别适合于实现高频测试系统，进一步优选地适合于高于1ghz、并且更优选地在2ghz和6ghz之间的操作和测试频率，并且因此进一步并且另外地优选地适合于移动电话技术的测试设备，根据本发明的高频测试连接器设备连接到高频测试单元，该高频测试单元被适当地配置用于与这样的系统相关的期望测试目的，用于与高频测试连接器设备建立电接触的装置接合所述高频测试单元。然后，作为系统的该组件与作为连接配对件的同轴高频连接器组件进行交互，例如作为共享电路板的一部分或以另一种方式被高频连接的该连接配对件具有以隔离部件的形式的待测试的高频电子部件，其作为电路部分或完整的电子电路。

尽管在本发明的上下文中使用的术语“高频”特别优选地是指高于1ghz并且进一步优选在2ghz至6ghz的范围内的测试频率和/或操作频率，但是本发明不限于该范围。实际上，本发明适用于同轴配对件之间的任何类型的高频地面耦合，同轴配对件中的一个是测试连接器设备，另一个是作为连接配对件的测试对象，其中连接配对件的(通常不可避免的)制造和尺寸公差特别地可以对高频连接质量产生不利影响。

附图说明

从以下对优选实施例的描述和附图中，本发明的其他优点、特征和细节是显而易见的，在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的高频测试连接器设备的局部纵向剖切侧视图，示出了本发明的第一原理，根据该实施例，接地部分接合在连接配对件的套筒部分上；

图2是图2的实施例中的接触建立的头部的放大的纵向截面详细视图；

图3示出了根据本发明的替代方案原理的实施例，其与图1的示例的不同之处在于，接地部分接合到连接配对件的套筒部分中；

图4是图3的实施例中的连接区域的放大的纵向截面详细视图；

图5在子图(a)和(b)中示出了根据本发明的借助于弹簧销来实现导电弹簧装置的实施例的视图，等效于图2的详细视图(a)示出了沿子图(b)的前视图中的线a-a剖切的纵向截面视图；

图6是图5的实施例的切成一半的连接区域的立体视图；

图7在子图(a)至(c)中示出了示出环形接触腿组件的视图，环形接触腿组件实现导电弹簧装置并且包括从环形支撑件径向向内延伸的接触腿；以及

图8在子图(a)至(c)中示出了作为冠状金属组件的导电弹簧装置的构造的视图，其中，鳍式接触腿在沿着环形支撑件的截面中彼此重叠。

具体实施方式

图1的实施例示出了本发明的第一种原理，提供了根据该原理的高频测试连接器设备12的中空圆柱形接地部分10，并且该接地部分被配置为接合在被实现为同轴插座16的接触配对件的(等效接地的)套筒部分14外部或护套上。更精确地说，为了同轴制造限于测试或测量过程的临时测试接触件，在图1的第一实施例中示出的空心圆柱形接地部分(在图2中放大)是细长的同轴测试连接器12的销，同轴测试连接器12的与接触装置相对的端部18可以以其他已知方式连接到高频接触装置(通向合适的测试装置)，例如同轴电缆。图1的在由接地部分10形成的接触区域和相对的连接部18之间的细长笔组件的内部结构可以以通常且同轴的方式构造(并且另外具有合适的弹簧)；仅作为示例，参考根据de202010007227u1的笔结构，其可以同样适用于中间区域的构造(其也可以类似地也适用于图3的实施例)。

此外，图1和图2的截面视图示出了被接地部分10在中心包围(并且与之隔离并且自身轴向地被弹簧加载)的内部接触件20是如何接合到连接配对件16的适当构造的同轴内部接触部分22上的(其又通过所示的隔离件24与配对件的接地部分14隔离)。

图1和图2中的示意性示出且为阴影的组件26示意性地示出了本发明的第一原理的导电弹簧装置，即在图1的情况下布置在接地部分10的套筒底部中的弹簧装置(图2)。

所述导电弹簧装置26可以被实现为多个(在这种情况下为4个)单独的弹簧销28，例如，如包括子图(a)和(b)的图5的详细视图以及图6的立体视图中所示的，各个弹簧销28均匀分布在接地部分28的套筒底部中的圆周上，并配置为接合到连接配对件的(在当前情况下为环形的)前侧面30上(图2)。

更确切地说，所述弹簧销设有压缩盘簧32，该压缩盘簧32将相应弹簧销的接触头34(其在当前情况下具有帽状的轮廓)推到连接配对件16的环形表面30上以建立接地，同时确保最佳可能的公差补偿、高接触质量和低磨损。

通过另一实施例，图3和图4的示例示出了根据本发明的解决方案原理，其是图1和图2的原理的替代方案；在图3和图4的实施例中，接地部分10'位于径向内侧(相对于在测试状态或接触状态下围绕接地部分10'的接触配对件的接地部分14')，然而，根据图3和图4的替代的高频测试连接器设备12'的内部接触件20在所述测试或连接状态下与配对件的分配且关联的同轴内部接触件22接触。在该实施例中，导电弹簧装置被配置成用于在接地部分10'的前端处建立接地。如由灰色组件26'(图4)示意性地示出和表示的，导电弹簧装置设置在(圆柱形)接地部分的前端中，这允许它们根据本发明以公差补偿、弹簧加载和接触可靠的方式接合到接地内部部分40(其被实现为连接配对件16'的套筒部分14'的底部中的环形肩部)上，导电弹簧装置类似于图5和图6的说明而再次被实现为在圆周上(优选均匀地)分布的多个单独的弹簧销。

图7和图8示出了用于实现替代弹簧销的导电弹簧装置的选择，其再次适用于本发明的两种变型(图1和图2的变型以及图3和图4的变型)。

例如，图7的实施例公开了根据本发明的这些导电弹簧装置的构造，其为环形接触腿组件，其中多个(八个)鳍状接触腿的相应自由端部从环形支撑件44径向向内倾斜地突出(“径向地”也应被解释为在本发明的含义内的矢量径向分量，例如在图7的示例中)。在该实施例中，该组件以一件式被实现为合适的模切且弯曲的部件，并且具有用于提供接地的弹簧特性。

在图8的实施例中通过多个视图示出了根据本发明的这种导电弹簧装置(并且再次适合于实现概念上示出的组件26和组件26'这两者)的冠状实现的替代实施例。在这种情况下，被实现为铣削部件的多个(也是八个)接触腿(也沿圆周分布)从环形支撑件44'延伸，并且沿如图8的视图所示的环形支撑件的截面中(轴向)重叠，其各自的自由腿端部因此提供了用于根据本发明公差-补偿建立接地的环形系列的接触点，因为接触腿46与环形支撑部分44'大约齐平，但是设置在距其一定轴向距离处。

所示的实施例仅是示例性的；例如，考虑到根据本发明在接触配对件之间公差-补偿建立接地的方案，对于图7或图8的组件，通过本发明特别可能并且通过本发明想到的是，用泡沫状和/或缓冲垫状弹性体来补充(或甚至替换)。