一种射频同轴连接器及微波传输结构的制作方法

本发明属于微波组件元器件、电装、微组装接插件焊接技术领域，具体涉及一种射频同轴连接器。

背景技术：

微波技术领域目前正朝着频段越来越高的方向发展，特别是近年来毫米波频段关键元器件的技术突破，致使毫米波频段的大型工程越来越多。如何实现高性能的毫米波传输一直是微波技术领域的高端课题。以往的应用中，只能采用波导实现毫米波系统间的高效连接，但严重制约了设备向高可靠、小型化方向的发展。毫米波射频同轴连接器的成功研制将打破这一局限，它为毫米波传输提供小型精简、可靠性高的连接，并随着技术不断地发展和成熟，已经越来越多地应用到高频率微波系统中。

随着频率和带宽的不断攀升，射频同轴连接器对于壳体安装孔的设计、加工及焊接工艺都提出了巨大的挑战。首先，为了满足连接器插芯到微带线的阻抗匹配，以往的应用中都是将阻抗匹配的空气腔设计、加工于安装孔内，这样造成了安装孔内需要加工多个台阶孔，特别是毫米波频段的台阶对加工精度、同轴度、毛边去除、多余物等都有非常高的要求，否则对驻波影响很大。而这么高精度的要求对机械加工工艺和检测手段都带来很高的挑战。另一方面，为了保证连接器焊接完后的驻波性能，连接器与安装孔相接的下半段不能有焊料流入，否则将破坏阻抗匹配，严重的还会造成短路。因此在保证安装孔内阻抗匹配的空气腔完整性的前提下又能保证焊接的气密性，这给连接器的焊接及返修工艺都带来了极大的挑战。目前连接器的设计造成了大型工程中连接器批量焊接的驻波特性、一致性、可靠性、工作效率的大大降低。以图1所示的射频连接器为例，射频同轴连接器包括管状的外导体1-1、中心具有插孔的圆柱形绝缘体1-3以及棒状的内导体插芯1-2，射频同轴连接器需要壳体安装孔内加工直径为2mm，深度为0.15mm的第一空气腔腔2-1；以及直径为0.6mm，深度为0.25mm的第二空气腔2-2。而这两个空气腔对于壳体的加工精度要求非常高，并且缺乏有效的检验手段去保证空气腔的阻抗匹配效果。特别是连接器焊接后对这两个空气腔的完整性要求对焊接工艺提出了较大的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够减小机械加工和公差失配带来的驻波恶化，降低连接器与安装孔的配装难度以及连接器的焊接难度，提高焊接、返修效率，提高连接器焊后的驻波特性的射频同轴连接器。

为实现上诉目的，本发明提供了以下技术方案：一种射频同轴连接器，包括外导体、绝缘体以及内导体插芯，外导体的插接端的端面凸出于该端绝缘体的端面设置，使该端外导体内环面与绝缘体端面围合成第一空气腔结构。

将通常设计、加工在连接器安装孔内的空气腔结构直接设计在连接器与微带线连接一端的端头部位，形成自带空气腔阻抗匹配的射频同轴连接器。所述射频同轴连接器为外导体、内导体插芯、绝缘体组成的涵盖各种类型、型号的射频同轴连接器，尤其是高频毫米波连接器。空气腔结构尺寸根据不同频段的仿真结果，直接设计、加工到连接器与微带线连接的插芯端头部位，空气腔的结构由连接器的外导体和绝缘体构成，无需连接器安装孔做额外的补偿结构。通过不同的实施例可以只补偿连接器向微带线过渡的某一级空气腔结构，也可以补偿所需的全部的空气腔结构。

本发明的技术效果在于：本发明针对现有连接器焊接所存在的一系列难题提供了一种自带与微带线过渡所需要阻抗匹配结构的射频同轴连接器，通过增加该结构，一方面减小由壳体安装孔的机械加工和公差失配带来的驻波恶化，大大降低连接器与安装孔的配装难度，另一方面降低连接器的焊接难度，提高焊接、返修效率，提高连接器焊后的驻波特性。

附图说明

图1是常规连接器与连接器安装孔的装配示意图；

图2是本发明实施例1的自带阻抗匹配空气腔结构的连接器示意图；

图3本发明实施例1的连接器与安装孔的装配示意图；

图4本发明实施例2的自带阻抗匹配空气腔结构的连接器及安装方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，将有助于对本发明的理解。但并不能以此来限制本发明的权利范围，而本发明的请求保护范围应以权利要求书阐述的为准。

实施例1

本发明实施例1将原本在壳体安装孔内的空气腔结构整体加工到射频同轴连接器与微带线连接一端的端头位置。空气腔结构由连接器的外导体1-1延伸出来的部分与绝缘体1-3两者形成的内径为2mm长度为0.15mm的第一空气腔结构2-1，和内径为0.6mm长度为0.25mm第二空气腔结构2-2，参阅附图2，内导体插芯1-2的一部分处于空气介质中形成阻抗匹配，伸出连接器外导体的部分与微带线焊接。

本发明实施例1的射频同轴连接器与壳体安装孔3的装配焊接方式参阅附图3。壳体安装孔只需加工1～2个台阶孔3-1、3-2，将连接器、焊料环配装至安装孔内焊接，避免了由多个台阶孔定位及台阶面上的机加残留毛刺或异物造成的连接器安装不到位的情况，同时也不会发生焊接后阻抗匹配的空气腔结构进锡或者气密性不足等质量问题，大大减少了连接器的返修率。

实施例2

本发明实施例2将原本在壳体安装孔内的空气腔结构部分加工到射频同轴连接器1与微带线连接一端的端头位置。阻抗匹配结构由连接器的外导体1-1延伸出来的部分与绝缘体1-3两者形成了内径为2mm长度为0.15mm的第一空气腔结构2-1，参阅附图4。与实施例1相比，连接器的安装孔3还需要在安装孔底部加工一个直径0.6mm，厚度0.25mm的插芯孔相匹配。焊接时将连接器、焊料环配装至安装孔内，也可以避免由多个台阶孔定位及台阶面上的机加残留毛刺或异物造成的连接器安装不到位的情况，这一实施例也不容易发生焊接后阻抗匹配的空气腔结构进锡或者气密性不足等质量问题。

向射频同轴连接器过渡的微波传输线可以是多种形式，如印制板线、LTCC基板微带线、薄膜基板微带线、微带板、带状线等。