[发明专利]同轴射频连接器

说明书

技术领域

本发明涉及同轴射频连接器或“RF连接器”领域。

背景技术

对于射频信号的传输，同轴射频连接器是必不可少的，其通常用于两个设备的连接，例如天线到同轴电缆的连接。在现代通信系统的射频前端的领域，印刷电路无处不在。随着半导体放大器(“固态功率放大器”或“SSPAs”)的推出，这种类型的电路对于卫星的主板上的高功率发射器也已成为一个有吸引力的选择。在此之前，这个功能由行波管放大器或“TWTAs”来完成，这也需要使用常规和繁琐的波导技术。提供这种电路的选择之一涉及同轴电缆和同轴连接器的使用。迄今为止，“TNC连接器”的使用一直是必要的，因为较小的SMA连接器(微型A连接器)不适合于所涉及的高功率传输。SMA连接器的使用以前被限制到低电压范围。不过，如果设计用于太空飞行的更高额定功率的SMA连接器能够被使用，这将是有用的，因为这些连接器更轻、更小。然而，有一个缺点，在常规SMA连接器的现有设计的内部结构中，对最大可能传输容量施加了大量的限制。由于这个原因，TNC连接器今天仍然使用，出于安全的理由，传输容量超过几瓦。相应的，必须容忍这些连接器更高的重量和更大的尺寸。

SMA插头连接器主要是用于1GHz–26.5GHz的频率范围内的应用中。高达40GHz的实施例是已知的。公连接器一般都配置有螺旋锁紧螺母，而母连接器提供有外螺纹，即销或套筒，套筒配置为在销上滑动，而不管内部导体的配置。连接器部件被分别描述为SMA公连接器和SMA母连接器。与其他射频插头连接器比较，SMA连接器都比较小。相比于其他射频插头连接器，SMA连接器都比较小。目前可用的SMA连接器是一种用于微波应用的高精度连接器，其特点在于其高机械强度，长使用寿命，运行可靠和低驻波比(VSWR)。

发明内容

本发明的一个目的是披露一种改进的SMA连接器，其适合在太空旅行中使用，避免了现有技术中已知的连接器的缺点。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。

在一个实施例中，本发明的连接器包括带有第一(公)连接器部件和第二(母)连接器部件的带有螺旋的连接器。该第一和第二连接器部件可以通过锁紧螺母机械地连接。锁紧螺母通常布置在公连接器部件上。本发明的连接器，也被描述为PSM(超小型电源)连接器，与传统的SMA连接器并不直接兼容。虽然外部尺寸和重量大致相等，但该连接器有一个不同的内部设计，其允许显著的更高功率的传输。然而，必要时，传统的SMA连接器与本发明的PSM连接器能够通过一个适配器可操作的连接。虽然本发明的PSM连接器的内部大致上是“无间隙的”，但是在地球外的应用中被设计为允许空气流通。传统的SMA连接器提供了径向间隙的布置，其虽然在地外应用中不利，但在传统的地面应用中是没有意义的。

本发明的PSM连接器的连接器部件总体上具有一个套筒形的壳体，该壳体被配置在外部并构成一个外部导体。在该壳体的内部容纳一个绝缘体，例如压入壳体中，或以其他方式固定在后者。该绝缘体上设置有一个中央开口，用于容纳一个销状接触元件(触点)，作为内部导体。该销状接触元件也被压入到绝缘体中，并通过一个肩部支撑后者。附件的其他配置和装置是可能的。

除其他因素外，SMA连接器的传输容量的限制是由于连接器部件内部和连接器部件之间的间隙布置和配置不足。通过本发明的连接器的内部的配置，相等尺寸的连接器的传输能力可以大大增加。可替换地，与传统的连接器相比，相同的传输容量可以通过一个更小尺寸的连接器传输。在地外应用中，传统连接器中的间隙的不利布置的问题将由这个事实而加剧，由于当时的真空，间隙中所含的空气将不再存在，或将以一个不受控制的方式逃逸。潜在的问题包括“倍增效应现象”或电晕放电，这也可能会发生在其他的空心导体。间隙的不利布置对承载能力和热交换能力也有不利影响。

为了充分散热，必须使用适当热导率的电介质。例如，PTFE，具有0.25W/mK的热传导率。另一个要考虑的因素是电介质的电气强度。以PTFE为例，击穿电压的范围是从40至80kV/mm。

通气开口在连接器的电磁兼容性要求(EMC要求)方面代表一个重要领域。在一实施例中，共提供了三个通气开口，这种布置和配置使得射频损失不会有负面影响。两个连接器部件分别设置有一个通气开口。另一个通气开口布置在所述锁紧螺母中，在两个连接器部件的接触区域。连接器部件可以设置有内部通道，用于控制通气。在一实施例中，接触销设置有一个通道，其中的至少一部分纵向延伸，被用于控制通气。每个连接器部件的纵向通道通过向外延伸的曲折通道可操作地连接到相关的通气开口。一般避免通道直接沿径向延伸到外部。