高低频混装滤波电连接器的制作方法

本发明涉及一种连接器,特别涉及一种高低频混装滤波电连接器。

背景技术：

在电子时代飞速发展的今天，抗电磁干扰技术已成为人们研究的焦点，就一个系统而言，各种干扰在接口处最为严重，它既能将电磁干扰(EMI)传导或辐射到设备内部，又可将EMI传导或辐射到设备外部。因此，必须保护电子设备，使其免受不希望有的环境影响，而实现这一目的的方法通常有两种：a.物理屏蔽；b.滤波。因为干扰可以通过输入信号线路进入已经屏蔽的设备，所以以上两种方法经常同时使用。

目前国内外使用的高低频连接器品种规格很多，基本结构为在连接器内集成了射频同轴接触组件及低频接触件，到目前为止还未见有在连接器内集成了射频同轴接触组件、视频组件、电源组件及低频滤波接触件的产品研发。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种消除电磁干扰、显著节省系统的空间的高低频混装滤波电连接器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高低频混装滤波电连接器，包括插头和插座；

插座包括插座壳体、第一尾部附件、至少一个插座安装板、至少一个电源插针组件、至少一个射频同轴插针组件、至少一个视频同轴插针组件和若干滤波插针组件；

所述插座安装板套装在插座壳体内，所述插座安装板内分别开有多个与所述电源插针组件、所述射频同轴插针组件、所述视频同轴插针组件和所述滤波插针组件契合的安装孔；

所述电源插针组件包括电源插针壳体、电源插针安装板和若干电源插针，电源插针安装板包裹在若干电源插针外，所述电源插针伸出电源插针安装板前侧，电源插针壳体套装在电源插针安装板外侧，电源插针前部与电源插针壳体内壁前部之间具有间隙；

所述射频同轴插针组件包括射频同轴插针外导体、若干射频同轴插针绝缘子和射频同轴插针内导体，若干射频同轴插针绝缘子包裹在射频同轴插针内导体外，所述射频同轴插针内导体前端面开有射频同轴插针装配槽，射频同轴插针外导体套装在射频同轴插针绝缘子外侧，射频同轴插针内导体前部与射频同轴插针外导体内不接触；

所述视频同轴插针组件包括视频同轴插针外导体、若干视频同轴插针绝缘子和视频同轴插针内导体，若干视频同轴插针绝缘子包裹在视频同轴插针内导体外，所述视频同轴插针内导体前端面开有视频同轴插针装配槽，视频同轴插针外导体套装在视频同轴插针绝缘子外侧，视频同轴插针内导体前部与视频同轴插针外导体不接触；

所述滤波插针组件包括滤波插针、铁氧体电感器、管状电容器和第一接线脚，第一接线脚固定连接在滤波插针后端，铁氧体电感器套装在滤波插针外侧，管状电容器套装在铁氧体电感器外侧；

所述电源插针组件、所述射频同轴插针组件、所述视频同轴插针组件和所述滤波插针组件安装在所述插座安装板内，第一尾部附件套装在插座壳体的后端，插座后部通过灌封胶灌封；

插头包括插座插头、第二尾部附件、至少一个插头安装板、至少一个电源插孔组件、至少一个射频同轴插孔组件、至少一个视频同轴插孔组件和若干滤波插孔组件；

所述插头安装板套装在插头壳体内，插头安装板内也开有与所述电源插孔组件、所述射频同轴插孔组件、所述视频同轴插孔组件和所述滤波插孔组件契合的安装孔；

所述电源插孔组件包括电源插孔壳体、电源插孔安装板和若干电源插孔，若干电源插孔与电源插针组件的若干电源插针一一对应，电源插孔安装板包裹在若干电源插孔外，所述电源插孔的端部与电源插孔安装板后端面相通，电源插孔壳体套装在电源插孔安装板外侧；

所述射频同轴插孔组件包括射频同轴插孔外导体、若干射频同轴插孔绝缘子和射频同轴插孔内导体，若干射频同轴插孔绝缘子包裹在射频同轴插孔内导体外，射频同轴插孔内导体与射频同轴插针导体的射频同轴插针装配槽配合，射频同轴插孔外导体套装在射频同轴插孔绝缘子外侧，射频同轴插孔内导体前部与射频同轴插孔外导体内不接触；

所述视频同轴插孔组件包括视频同轴插孔外导体、若干视频同轴插孔绝缘子和视频同轴插孔内导体，若干视频同轴插孔绝缘子包裹在视频同轴插孔内导体外，视频同轴插孔内导体与视频同轴插针导体的视频同轴插针装配槽配合，视频同轴插孔外导体套装在视频同轴插孔绝缘子外侧，视频同轴插孔内导体前部与视频同轴插孔外导体内不接触；

所述滤波插孔组件包括滤波插孔和第二接线脚，第二接线脚固定连接在滤波插孔前端，滤波插孔与所述滤波插针组件的滤波插针配合；

所述电源插孔组件、所述射频同轴插孔组件、所述视频同轴插孔组件和所述滤波插孔组件安装在所述插头安装板内，第二尾部附件套装在插头壳体的前端，插头前部通过灌封胶灌封；

所述插座安装板前端面与插座壳体的前端之间具有插头插入的腔室，插头壳体后部的外径小于插座壳体前部腔室的内径。

采用这样的结构后，针对整机抗干扰、节省空间、高集成度及快速插拔的特点，结合对现有技术优缺点的分析对比，本高低频混装滤波电连接器同时集成了射频、视频、电源及滤波接触组件，使得该连接器既能达到消除电磁干扰的目的，又能显著节省系统的空间、成本和提高可靠性，满足了装备的使用要求。

为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本高低频混装滤波电连接器简称为本电连接器。

本电连接器的插座安装板内设置有接地簧片，接地簧片外侧边缘位置与插座壳体接触，接地簧片表面对应所述电源插针组件、所述射频同轴插针组件、所述视频同轴插针组件和所述滤波插针组件位置开有多个接触孔，接触孔边缘分别与电源插针组件的电源插针壳体、射频同轴插针组件的射频同轴插孔外导体、视频同轴插针组件的视频同轴插孔外导体、滤波插针组件的管状电容器接触。

采取屏蔽措施和滤波电路相结合是最常见的抑制干扰的方法，因此常把滤波电路也作为一种屏蔽措施。从抗干扰的角度考虑，除屏蔽措施外，还存在一个接地通路问题，若屏蔽物接地不良会影响屏蔽效果，所以接地系统的设计同样是干扰设计的主要问题，在结构设计时，必须给予足够的重视。

采用这样的结构后，滤波插针接地回路是通过接地簧片与滤波插针组件的管状电容器及电连接器壳体配合，而后本电连接器壳体固定在机架上与机架形成接地网络，另外，为了抑制地电流经底座而产生的寄生反馈，采用一点接地，即将射频、视频及电源接触组件的外导体与接地簧片之间形成配合。所以接地簧片的设计是确保接地可靠性的关键，在安装板和外壳间设置接地簧片，本电连接器固定在整机机架上，机架能提供更好地电气接地，确保了一定的滤波衰减水平。

本电连接器的接地簧片外侧边缘向外延伸有折边，接地簧片的接触孔向其内侧延伸有弹性爪。

采用这样的结构后，弹性爪卡住电容器的公共极以及个接触组件的外导体，然后通过接地簧片四周的弹性齿爪与固定电连接器的外壳相接。

本电连接器的插头壳体后部外侧沿其周向方向上设有屏蔽簧片爪环，屏蔽簧片爪环的截面形状为V形；

插座和插头配合时，屏蔽簧片爪环内壁抵靠在插头壳体后部外壁上，屏蔽簧片爪环外壁抵靠在插座壳体前部的内壁上。

采用这样的结构后，插座插入插头后其二者壳体给屏蔽弹簧爪压力，借助于接触压力保证插针连接器与插孔连接器插合后外壳接触可靠，从而保证电连接器的电连续、屏蔽性能及滤波衰减指标满足整机的使用要求。

本电连接器的插座壳体前部外壁设有若干限位卡钉，所述插头壳体外壁还设置有连接套，连接套前端对应若干限位卡钉位置开有若干导向槽，所述导向槽在连接套侧壁上螺旋状延伸，导向槽末端设有向第一连接套前部方向延伸且与限位卡钉配合的限位凹槽；采用这样的结构后，方便插头和插头之间配合，保证二者配合后的同轴度。

附图说明

图1是本电连接器实施例的结构示意图。

图2是本电连接器实施例电源插针组件的结构示意图。

图3是本电连接器实施例电源插孔组件的结构示意图。

图4是本电连接器实施例射频同轴插针组件的结构示意图。

图5是本电连接器实施例射频同轴插孔组件的结构示意图。

图6是本电连接器实施例视频同轴插针组件的结构示意图。

图7是本电连接器实施例视频同轴插孔组件的结构示意图。

图8是本电连接器实施例滤波插针组件的结构示意图。

图9是本电连接器实施例屏蔽簧片爪环的展开示意图。

图10是图3沿A-A向的剖视图。

图11是本电连接器实施例接地簧片的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示(图1中未标示处灌胶区域)

本电连接器包括插头2和插座1。

插座1包括插座壳体11、第一尾部附件18、四个插座安装板12、一组电源插针组件13、一组射频同轴插针组件14、三组视频同轴插针组件15和三十组滤波插针组件16。

插座壳体11为一段管状壳体，插座壳体11前部外壁设有三个限位卡钉11a，四个插座安装板12依次套装在插座壳体11内，插座安装板12内开有多个契合一组电源插针组件13、一组射频同轴插针组件14、三组视频同轴插针组件15和三十组滤波插针组件16的安装孔，电源插针组件13、射频同轴插针组件14、视频同轴插针组件15和滤波插针组件16的前部都伸出四个插座安装板12前侧。

如图2所示

每组电源插针组件13包括电源插针壳体13a、电源插针安装板13b和三个电源插针13c，电源插针安装板13b包裹在三个电源插针13c外，三个电源插针13c伸出电源插针安装板13b前侧，电源插针壳体13a套装在电源插针安装板13b外侧，电源插针13c前部与电源插针壳体13a内壁前部之间具有间隙。

如图4所示

每组射频同轴插针组件14包括射频同轴插针外导体14a、两个射频同轴插针绝缘子14b和射频同轴插针内导体14c，两个射频同轴插针绝缘子14b依次包裹在射频同轴插针内导体14c外，射频同轴插针内导体14c前端面开有射频同轴插针装配槽14d，射频同轴插针外导体14a套装在射频同轴插针绝缘子14b外侧，射频同轴插针内导体14c前部与射频同轴插针外导体14a内不接触。

如图6所示

每组视频同轴插针组件15包括视频同轴插针外导体15a、两个视频同轴插针绝缘子15b和视频同轴插针内导体15c，两个视频同轴插针绝缘子15b依次包裹在视频同轴插针内导体15c外，视频同轴插针内导体15c前端面开有视频同轴插针装配槽15d，视频同轴插针外导体15a套装在视频同轴插针绝缘子15b外侧，视频同轴插针内导体15c前部与视频同轴插针外导体15a不接触。

如图8所示

每组滤波插针组件16包括滤波插针16a、铁氧体电感器16b、管状电容器16c和第一接线脚16d，铁氧体电感器16b套装在滤波插针16a外侧，管状电容器16c套装在铁氧体电感器16b外侧，第一接线脚16d焊接在滤波插针16a后端。

电源插针组件13、射频同轴插针组件14、视频同轴插针组件15和滤波插针组件16安装在所述插座安装板12对应的安装孔内；

如图11所示

四个插座安装板12内设置有接地簧片17，接地簧片17外侧边缘向外延伸有折边17a,接地簧片17外侧边缘的折边17a与插座壳体11接触，接地簧片17表面对应电源插针组件13、射频同轴插针组件14、视频同轴插针组件15和滤波插针组件16位置开有多个接触孔17b，接触孔17b向其内侧延伸有弹性爪17c，接接触的弹性爪17c分别与电源插针组件13的电源插针壳体13a、射频同轴插针组件14的射频同轴插针外导体14a、视频同轴插针组件15的视频同轴插针外导体15a、滤波插针组件16的管状电容器16c接触。

第一尾部附件18通过螺纹配合套装在插座壳体11的后端，插座1后部通过灌封胶灌封，灌封胶充填满插座安装板12之间的空隙。

插头2包括插头壳体21、第二尾部附件28、两个插头安装板22、一组电源插孔组件23、一组射频同轴插孔组件24、三组视频同轴插孔组件25和三十组滤波插孔组件。

插头壳体21同样为一段管状壳体，插头壳体21后部的外径小于插座壳体11前部腔室的内径，插头壳体21后部周向侧壁上开有安装槽21a。

如图9至10所示

安装槽21a内放置有屏蔽簧片爪环26，屏蔽簧片爪环26为一段长簧片，屏蔽簧片爪环26中间位置具有折弯，折弯使屏蔽簧片爪环26的截面形状形成V形，屏蔽簧片爪环26在其折弯处冷冲加工若干个爪体26a，屏蔽簧片爪环26一端延伸有插入部26b，屏蔽簧片爪环26的另一端开有插槽26c，屏蔽簧片爪环26的插入部26b伸入插槽26c内，使屏蔽簧片爪环26构成环状且卷装的屏蔽簧片爪环26放置在安装槽21a内，屏蔽簧片爪环26的突出部伸出安装槽21a外，屏蔽簧片爪环26采用铍青铜材质。

两个插头安装板22依次套装在插头壳体21内，插头安装板22内也开有与一组电源插孔组件23、一组射频同轴插孔组件24、三组视频同轴插孔组件25和三十组滤波插孔组件契合的安装孔。

如图3所示

每组电源插孔组件23包括电源插孔壳体23a、电源插孔安装板23b和三个电源插孔23c，三个电源插孔23c与电源插针组件13的三个电源插针13c一一对应，电源插孔安装板23b包裹在三个电源插孔23c外，三个电源插孔23c的端部与电源插孔安装板23b后端面相通，电源插孔壳体23a套装在电源插孔安装板23b外侧。

如图5所示

每组射频同轴插孔组件24包括射频同轴插孔外导体24a、若干射频同轴插孔绝缘子24b和射频同轴插孔内导体24c，射频同轴插孔绝缘子24b包裹在若干射频同轴插孔内导体24c外，射频同轴插孔内导体24c与射频同轴插针组件14的射频同轴插针装配槽14d配合，射频同轴插孔外导体24a套装在射频同轴插孔绝缘子24b外侧，射频同轴插孔内导体24c前部与射频同轴插孔外导体24a内不接触；

如图7所示

每组视频同轴插孔组件25包括视频同轴插孔外导体25a、两个视频同轴插孔绝缘子25b和视频同轴插孔内导体25c，两个视频同轴插孔绝缘子25b依次包裹在视频同轴插孔内导体25c外，视频同轴插孔内导体25c与视频同轴插针组件15的视频同轴插针装配槽15d配合，视频同轴插孔外导体25a套装在视频同轴插孔绝缘子25b外侧，视频同轴插孔内导体25c前部与视频同轴插孔外导体25a内不接触。

每组滤波插孔组件包括滤波插孔27a和第二接线脚27b，滤波插孔27a前端与第二接线脚27b固定连接，滤波插孔27a与滤波插针组件16的滤波插针16a配合。

一组电源插孔组件23、一组射频同轴插孔组件24、三组视频同轴插孔组件25和三十组滤波插孔组件安装在两个插头安装板22的对应安装孔内，第二尾部附件28套装在插头壳体21的前端，插头2前部通过灌封胶灌封，灌封胶充填满插座安装板12之间的空隙。

插头壳体21外壁还套装有连接套管29，连接套管29前端对应三个限位卡钉11a位置开有三个导向槽(图中未示出)，每个导向槽在连接套管29侧壁上螺旋状延伸，导向槽末端设有向第一连接套管29前部方向延伸且与限位卡钉11a配合的限位凹槽29b；

连接套管29采用的锁紧机构是波纹簧锁紧机构,了防止有害气体、潮气、盐雾、水等进入连接套管29内部，提高本电连接器的使用寿命及使用的可靠性，结构设计时分别采用了界面密封圈和径向灌封的方法使连接器达到密封的目的。

插头2与插座1配合时，插座壳体11前部的限位卡钉11a先与插头2连接套管29的导向槽配合，限位卡钉11a逐步伸入直至进入限位凹槽29b内，插头2后部伸入插座1前部的腔室内，电源插针组件13的三个电源插针13c与对应的电源插孔组件23的三个电源插孔23c相互插合，射频同轴插针组件14的射频同轴插针外导体14a和射频同轴插针内导体14c分别与对应的射频同轴插孔组件24的射频同轴插孔外导体24a和射频同轴插孔内导体24c相互插合，视频同轴插针组件15的视频同轴插针外导体15a和视频同轴插针内导体15c与对应的视频同轴插孔组件25的视频同轴插孔外导体25a和视频同轴插孔内导体25c相互插合，滤波插针组件16的滤波插针16a与对应的滤波插孔组件的滤波插孔27a相互插合，屏蔽簧片爪环26内壁抵靠在插头壳体21后部外壁上，屏蔽簧片爪环26外壁抵靠在插座壳体11前部的内壁上。

另外，针对射频同轴插针组件14和射频同轴插孔组件24的结构设计原理如下：

射频同轴插针组件14和射频同轴插孔组件24是用于电视传输的分米波段小型射频同轴连接器，其特性阻抗为75Ω，电压驻波比小于1.2，国家标准及IEC标准规定了此类连接器的界面尺寸及技术要求，若按标准设计，其外形比较大，并且在整体结构设计时其接口只允许设计为直插式的，而不能采用传统的螺纹结构，所以小型化和高性能是该接触组件的特点。

同轴结构设计中，主要是内外导体的同轴结构设计，为了使射频同轴插针组件14和射频同轴插孔组件24从整体上看成为近似的一小段硬同轴线，在设计时尽可能减少结构件。为了使其具有良好的界面配合，结构设计时轴向界面尺寸基本符合标准；径向界面尺寸只有内导体的插配直径符合标准要求，直径取为1mm。根据同轴传输线的理论，对于传播TEM波的同轴线；

其横截面的特性阻抗计算如下：

式中：Z0——特性阻抗(Ω)；

D——外导体内径(m)；

d——内导体外径(m)；

εi——内外导体间介质材料的相对介电常数。

由(4.1)式可见，特性阻抗的数值取决于相对介电常数εi、外导体内径D、内导体外径d。因空气的相对介电常数为1，计算得：

由(4.2)式可见，空气介质对特性阻抗的影响因素最少，所以在结构设计中尽量扩大空气段所占整个传输腔体的比例。

又已知：当选用空气作介质时，由式(2.4)得：

当选用聚四氟乙烯作介质时，εi＝2.05，由式(2.4)得：

根据接触件结构的设计，可知内导体外径为1mm，由式(4.3)、(4.4)可确定外导体内径D，再根据研制产品的整体结构，确定射频同轴接触组件外导体与连接器的安装板的定位方式，进行射频同轴接触组件结构设计。

视频同轴插针组件15和视频同轴插孔组件25的结构设计原理如下：

GB9020—88《视频同轴连接器总规范》是设计、生产和使用视频同轴连接器的依据，但该标准只规定了视频同轴连接器的技术要求及检验方法，对具体的结构没做规定。GB9020规定了几种型号的视频同轴连接器的结构，但内导体直径偏大，所以视频同轴接触组件根据整机的具体使用要求自行设计。

电源插针组件13和电源插孔组件23的结构设计原理如下：

电源插针组件13和电源插孔组件23内导体的芯数为3个，其中G脚为接地极，其内导体直径为1.57mm，额定电流为10A，相当于GJB598A中规定的16号插针，GJB598A中要求16号接触件之间的最小间距为0.9mm，依此为依据设计绝缘安装板的孔位排列如图7，保证各个接触件之间、接触件与外壳之间的距离均大于或等于0.9mm。外壳与电源连接器的安装板采用键槽定位，外壳定位台阶处铣扁与滤波固定连接器安装板配合定位，以保证连接器能很好的对接配合。

滤波插针组件16和滤波插孔组件的低频结构设计原理如下：

低频接触件由滤波插针组件16和滤波插孔组件组成，有30个低频接触件。弹性插孔接触件的结构设计为普通的圆筒开两槽的扇形簧片结构。滤波插针采用的是π型低通滤波器，滤波元件采用管状结构。将管状电容和管状磁芯组成的滤波元件装入插针和接线端子之间组成低频滤波插针组件。

接地簧片17的结构设计设计原理如下：

采取屏蔽措施和滤波电路相结合是最常见的抑制干扰的方法，因此常把滤波电路也作为一种屏蔽措施。从抗干扰的角度考虑，除屏蔽措施外，还存在一个接地通路问题，若屏蔽物接地不良会影响屏蔽效果，所以接地系统的设计同样是干扰设计的主要问题，在结构设计时，必须给予足够的重视。在本设计中的滤波插针接地回路是通过接地簧片17与滤波插针的管状电容器及电连接器壳体配合，而后电连接器壳体固定在机架上与机架形成接地网络，另外，为了抑制地电流经底座而产生的寄生反馈，采用一点接地，即将射频、视频及电源接触组件的外导体与接地簧片17之间形成配合。所以接地簧片17的设计是确保接地可靠性的关键。接地簧片17上面有一系列孔，孔的排列与绝缘安装板的孔位排列相同。为了接地可靠及更好地分流，将接地簧片17设计成弹性爪17c形式，即上面有和安装板相同排列的接触孔17b，每个孔上有六个弹性爪17c卡住电容器的公共极以及个接触组件的外导体，然后通过接地簧片17四周的弹性爪17c与固定电连接器的外壳相接，接地簧片17材料采用弹性和强度都比较好的覆银锡青铜带。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。