本發(fā)明涉及同軸連接系統(tǒng)，特別地用于傳輸射頻(rf)信號。

本發(fā)明特別針對的應(yīng)用是電信設(shè)備的連接，該電信設(shè)備例如是用于無線通信市場的基站收發(fā)臺(bts)、rru/rrh(射頻拉遠(yuǎn)單元/射頻拉遠(yuǎn)頭端)單元以及分布式天線系統(tǒng)。

本發(fā)明還總體涉及醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、航空或運(yùn)輸領(lǐng)域以及太空領(lǐng)域中的連接系統(tǒng)。

本發(fā)明更特別地意欲提出同軸型連接系統(tǒng)，其電氣和機(jī)械rf性能水平隨時間推移是受控的且穩(wěn)定的，并特別地具有低接觸電阻和低互調(diào)電平。

背景技術(shù)：

市場上和現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)將用于低無源互調(diào)并專用于蜂窩式無線電話基礎(chǔ)設(shè)施的電信部門的同軸型功率連接器作為特色。

該市場趨勢是最小化生成無源互調(diào)產(chǎn)品。這是因為，雖然無源部件(例如同軸連接器和rf引線)都被認(rèn)為是線性的，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中這類部件易于表現(xiàn)為互調(diào)發(fā)生器，也就是說，rf信號的不想要的調(diào)制的非線性發(fā)生器，其能夠?qū)е聫乃霾考敵龅男盘柕氖д妗?/p>

圖1以縱向橫截面示出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)iec61169-4規(guī)定的7/16系列型號的同軸功率連接系統(tǒng)，其已經(jīng)在市場上銷售超過30年。

插座3包括中心接觸件30，和布置在中心接觸件30外圍處的形成接地接觸件的外圍接觸件31。此外，未示出的固體絕緣體插入在中心接觸件和接地接觸件之間，所有的這些元件容納在本體32中。為了機(jī)械地鎖定插頭和插座之間的互相連接，提供待圍繞插頭和插座擰緊的鎖定螺母4。

插頭2本身包括中心接觸件20，和布置在中心接觸件20外圍處的形成接地接觸件的外圍接觸件21。

為了最小化無源互調(diào)，連接系統(tǒng)的縱向軸線x方向上接地接觸件31和21之間的徑向鄰接觸點(diǎn)a必須強(qiáng)勁。這通過施加至鎖定螺母4的強(qiáng)勁的擰緊螺絲扭矩來保證。還需要這個擰緊扭矩以降低松開的風(fēng)險，這種松開的情況與應(yīng)力和應(yīng)變弛豫相關(guān)，應(yīng)力和應(yīng)變弛豫發(fā)生在連接器承受溫差和振動等情況的生命周期中，這些情況能夠特別地在扭矩不足的情況中引發(fā)螺母的松開，因此，螺絲扭矩要強(qiáng)于必須的扭矩，以便隨時間推移提供接地接觸件之間的接觸壓力，以及貫穿始終的低互調(diào)電平的最大保證。

因此，在根據(jù)圖1的同軸功率連接系統(tǒng)1中，必須：

-設(shè)計支撐剪切力的施加的強(qiáng)健部件(例如螺紋34和螺母24)、支撐牽引力的施加的強(qiáng)健部件(例如本體32)以及支撐壓縮力的施加的強(qiáng)健部件(例如接地接觸件31)，這些力通過螺紋34上的螺母24的強(qiáng)勁螺絲扭矩生成；

-使用笨重的扭矩扳手以施加大的和受控的螺絲扭矩，對于7/16系列通常為30n·m至35n·m。

然而，施加的擰緊扭矩可能具有隨時間推移放松的趨勢，并引起與連接器相關(guān)的電氣性能水平發(fā)生變化。并且，這些連接器的尺寸是大的。

最近，已經(jīng)開發(fā)出新的同軸功率連接器，其具有高rf性能水平，并特別地具有非常低的無源互調(diào)。這些連接器就是那些根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)iec61169-54規(guī)定的市售4.3-10系列。

這樣的同軸連接系統(tǒng)示出在圖2中。o型環(huán)密封件6優(yōu)選地布置在剛性接地接觸件21的外圍處。與之前描述相同的元件通過相同的附圖標(biāo)記表示。在這個系統(tǒng)中，一旦完成鎖定，軸向操作間隙(軸向間隙)j保持在軸線x上的接地接觸件21、31之間。因此，僅通過彈性接地接觸件31抵靠剛性接地接觸件21的凹處的內(nèi)部徑向支承產(chǎn)生接地接觸件21、31之間的電氣接地連接。這些連接器的尺寸小于7/16連接器。

然而，這樣的以4.3-10系列名稱市售的系統(tǒng)呈現(xiàn)了一些重要的不便。首先，在插座3的彈性外部接觸件31和中心接觸件30之間沒有提供固體絕緣結(jié)構(gòu)。因此，它們在兩個連接器配合/分離期間沒有被物理保護(hù)，尤其是可能損壞彈性外部接觸件31。這不保證具有長壽命的連接器(插座)。并且，在彈性接觸件31的變形和/或損壞的情況中，動態(tài)互調(diào)是不穩(wěn)定的。

此外，插頭2的接地接觸件21具有形成引導(dǎo)部210的圓柱形外部表面，該引導(dǎo)部210沿軸線x具有直徑d和長度l，其在連接期間抵靠插座3的本體32的引導(dǎo)部320被機(jī)械地引導(dǎo)。為了促進(jìn)連接，接地接觸件21在其自由端具有倒角，其顯著地減少了引導(dǎo)區(qū)域。因此，比率l/d僅近似于0.3。由于此原因，連接器之間的穩(wěn)定性是低的，使得不能確保好的同軸度。這還意味著動態(tài)互調(diào)性能的降低。

此外，低的比率l/d和對于插座3沒有絕緣支撐保護(hù)的帶有溝槽的彈性接地接觸件31產(chǎn)生連接中的風(fēng)險。這個風(fēng)險在配合/分離操作期間，可引發(fā)系統(tǒng)的損壞，或可引發(fā)插座3的帶有溝槽的接地接觸件31的瓣310變形，如圖2a中所示。這個變形將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的無源互調(diào)特性，而在視覺上不容易可見。

因此需要進(jìn)一步改進(jìn)同軸型rf連接系統(tǒng)，其具有高rf性能，更具體地具有低無源互調(diào)電平和穩(wěn)定的動態(tài)互調(diào)電平。

本發(fā)明意欲解決該需要的全部或部分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主題因此是具有縱向軸線x的用于傳輸射頻rf信號的同軸連接系統(tǒng)，包括形成插頭的第一系統(tǒng)元件和形成插座的第二系統(tǒng)元件，插頭和插座的每一者包括：

·中心接觸件，

·外圍接觸件，布置在該中心接觸件的外圍上，形成接地接觸件，

·插入到該中心接觸件和該接地接觸件之間的固體絕緣結(jié)構(gòu)。

該插座包括具有形成引導(dǎo)部的圓柱形內(nèi)表面的本體。

根據(jù)本發(fā)明，接地接觸件中的一者是彈性的并包括帶有溝槽的套筒，而其他協(xié)作的接地接觸件是剛性的，在插頭和插座之間的連接構(gòu)型中，彈性的接地接觸件徑向地支承抵靠剛性的接地接觸件的內(nèi)表面。

另外，根據(jù)本發(fā)明，插頭的外部接觸件的外表面形成引導(dǎo)部，在連接期間，該引導(dǎo)部被機(jī)械地引導(dǎo)抵靠插座的本體的引導(dǎo)部，插頭的接地接觸件的所述引導(dǎo)部沿軸線x具有限定高于或等于0.5的比率l/d的直徑d和長度l。

因此，本發(fā)明主要在于固體絕緣結(jié)構(gòu)的使用，并在于連接器的延長的引導(dǎo)部，同時確保接地接觸件獨(dú)立于鎖定裝置的軸向制動，當(dāng)插頭和插座處于互相連接的構(gòu)型時，該鎖定裝置將插頭機(jī)械地鎖定至插座。

固體絕緣結(jié)構(gòu)的使用，特別是在插座中的固體絕緣結(jié)構(gòu)的使用，避免了彈性外部接觸件和/或中心接觸件的不想要的變形。這個機(jī)械保護(hù)保證了連接系統(tǒng)的長壽命和穩(wěn)定的動態(tài)互調(diào)。在本發(fā)明的框架中必須明白，固體絕緣結(jié)構(gòu)僅與空氣不同，空氣也是一種絕緣結(jié)構(gòu)。相反，根據(jù)本發(fā)明的固體絕緣結(jié)構(gòu)由固體件制成，該固體件必須足夠強(qiáng)勁，以保護(hù)帶有溝槽的接地接觸件。這個固體件可以充滿材料，或最終具有內(nèi)部孔或一個或多個空洞。在這個實(shí)施方式中，具有內(nèi)部孔的固體件必須滿足保護(hù)帶有溝槽的接地接觸件的要求。

相比于例如開頭部分描述的所有的現(xiàn)有技術(shù)的連接器，特別是那些7-16系列型號和4.3-10系列型號的連接器，關(guān)聯(lián)于低徑向間隙的插頭的更長長度的引導(dǎo)部，及插座的本體的引導(dǎo)部，保持了穩(wěn)定的連接和穩(wěn)定的同軸度。這允許了對于根據(jù)本發(fā)明的連接系統(tǒng)的非常低的且穩(wěn)定的無源互調(diào)電平。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)的尺寸與已知的qma系列型號(專用接口)的現(xiàn)有技術(shù)連接器的尺寸相同，并小于7/16系列連接器的尺寸。

作為總結(jié)，根據(jù)本發(fā)明的連接系統(tǒng)展示出高rf性能水平，并特別地具有低無源且動態(tài)互調(diào)電平，這些隨時間推移是穩(wěn)定的。

優(yōu)選地，間距(e)，即插座的本體的引導(dǎo)部的直徑和插頭的接地接觸件的引導(dǎo)部的直徑d之間的徑向間隙，被尺寸設(shè)計使得比率e/l低于0.05，優(yōu)選地低于0.03。

作為替選或與前述特征結(jié)合，間距(e)，即本體的引導(dǎo)部的直徑和插頭的接地接觸件的引導(dǎo)部的直徑d之間的徑向間隙，被尺寸設(shè)計使得處于互相連接的構(gòu)型的插座和插頭之間的傾斜角低于3°，優(yōu)選地低于1.5°。

在有利的實(shí)施方式中，在插頭從插座分離期間，傾斜角的值保持低于3°，優(yōu)選地低于1.5°，直到引導(dǎo)部互相之間完全斷開連接。由于這個特征，在分離操作期間，帶有溝槽的接地接觸件被機(jī)械地保護(hù)而沒有故障。

在另一個有利的實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括鎖定裝置，當(dāng)插頭和插座處于互相連接的構(gòu)型時，該鎖定裝置適用于將插頭機(jī)械地鎖定至插座。

在第一變型中，鎖定裝置可以是螺釘/螺母型，并由圍繞插頭自由旋轉(zhuǎn)地安裝的螺母和螺釘組成，螺釘?shù)穆菁y形成在插座的本體的外圍上。

在第二變型中，鎖定裝置可以是彈簧鎖型，并包括圍繞插頭安裝的耦合環(huán)，該耦合環(huán)具有至少一個閂鎖掛鉤，其適于在連接構(gòu)型中咬合在形成于插座的本體的外圍處的凹槽中，在連接期間進(jìn)行該咬合。

優(yōu)選地，彈簧鎖裝置可包括解鎖螺母，其圍繞插頭自由平移地安裝，該解鎖螺母具有凸向內(nèi)側(cè)的表面，并適于，一旦蓋螺母以連接方向的相反方向移動，從插座的本體的外圍凹槽松開掛鉤。

附圖說明

閱讀本發(fā)明的作為參照附圖的示意性和非限制性示例的示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他優(yōu)勢和特征將變得更加顯而易見，附圖中：

-圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的7/16系列的同軸功率和低無源互調(diào)連接系統(tǒng)的縱向橫截面圖，插頭和插座互相連接且為鎖定構(gòu)型；

-圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的市售4.3-10系列的同軸連接系統(tǒng)的縱向橫截面圖，插頭和插座互相連接且為鎖定構(gòu)型；

-圖2a示出了圖2的系統(tǒng)中引發(fā)的配合風(fēng)險；

-圖3是根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)的縱向橫截面，插頭和插座處于待連接的準(zhǔn)備位置；

-圖3a示出了圖3的同軸連接系統(tǒng)的插頭進(jìn)入到插座的配合的開始位置；

-圖3b示出了圖3的同軸連接系統(tǒng)的插頭進(jìn)入到插座的互相連接；

-圖3c示出了圖3的同軸連接系統(tǒng)的插頭進(jìn)入到插座的配合和分離階段期間的最大容許傾斜角；

-圖4為根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)的插頭的縱向橫截面圖，該插頭裝配有螺釘/螺母型鎖定裝置的螺母；

-圖4a為根據(jù)本發(fā)明的使用根據(jù)圖4的插頭的同軸連接系統(tǒng)的縱向橫截面圖，插頭和插座互相連接且為鎖定構(gòu)型；

-圖5為根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)的插頭的縱向橫截面圖，該插頭裝配有彈簧鎖型鎖定裝置的耦合螺母和耦合環(huán)；

-圖5a為根據(jù)本發(fā)明的使用根據(jù)圖5的插頭的同軸連接系統(tǒng)的縱向橫截面圖，插頭和插座互相連接且為鎖定構(gòu)型。

具體實(shí)施方式

圖1至圖2a涉及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的同軸連接系統(tǒng)的不同示例。

這些圖1至圖2a已經(jīng)在開頭部分中進(jìn)行評述，故在下文中不再進(jìn)一步評述。

為了簡潔起見，表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連接系統(tǒng)的和根據(jù)本發(fā)明的連接系統(tǒng)的相同元件的相同標(biāo)記用于全部的圖1至圖5a。

下文中，參照任意類型的rf線描述本發(fā)明。

在根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)1中，插頭2和插座3的每一者包括插入到中心接觸件20、30與接地接觸件21、31之間的固體絕緣結(jié)構(gòu)23、33。因此，相比于如圖2所示的市售4.3-10系列連接器，該插座3包括在中心接觸件30與接地接觸件31之間的固體絕緣結(jié)構(gòu)33。在配合(連接)期間，這個固體絕緣結(jié)構(gòu)33物理地保護(hù)母中心接觸件30和帶有溝槽的彈性接地接觸件31。此外，它避免了由于外部物體侵入導(dǎo)致的意外損壞的風(fēng)險。

如圖3、圖3a、圖3b、圖4a和圖5a所示，根據(jù)本發(fā)明的插座3包括具有形成引導(dǎo)部320的圓柱形內(nèi)表面的本體32。

在根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)1中，當(dāng)本體32和插頭2處于互相連接的構(gòu)型時，本體32的自由端縱向機(jī)械鄰接抵靠插頭2的部件25，使得沿軸線x(圖3b、圖4a和圖5a)在接地接觸件之間提供有最小軸向間隙(j)。在示出的實(shí)施方式中，插頭的形成鄰接的部件25是提供在插頭2外圍處的肩部。在彈簧鎖構(gòu)型中，通過凹槽321中的掛鉤41和本體32的自由端鄰接抵靠o型環(huán)密封件6提供當(dāng)完全配合時的最后的軸向間隙(j)。

根據(jù)本發(fā)明和圖3至圖5a所示，進(jìn)行尺寸設(shè)計使得引導(dǎo)部210沿軸線x具有限定比率l/d高于或等于0.5的直徑d和長度l。在示出的實(shí)施方式中，比率l/d例如等于0.55。相比之下，在4.3-10系列中，這個比率l/d僅為0.3的量級。

相比于所有的現(xiàn)有技術(shù)的同軸連接系統(tǒng)，從連接開始激活的引導(dǎo)長度顯著增加。

發(fā)明人已經(jīng)分析出：針對具有高比率l/d的引導(dǎo)部的這樣的大長度l，與本體32的引導(dǎo)部320的直徑和插頭2的引導(dǎo)部210的直徑d之間的低徑向間隙(徑向游隙)e結(jié)合，導(dǎo)致可能的橫向傾斜，其是低的且具有較高的穩(wěn)定性，即連接的更好的同軸度。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的同軸連接系統(tǒng)相比，無源互調(diào)較低。

優(yōu)選地，尺寸設(shè)計使得處于互相連接的構(gòu)型中的插座3和插頭2之間的傾斜角α低于3°，優(yōu)選地低于1.5°。作為替選和/或與之結(jié)合，尺寸設(shè)計使得比率e/l低于0.05，優(yōu)選地低于0.03。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)1中，電氣接地通路制造于部件31(更具體地是部件的自由端處的隆起物)和互補(bǔ)性本體21(圖3b)的內(nèi)表面之間。另一方面，通過引導(dǎo)部210和320完成機(jī)械引導(dǎo)。

由于接地接觸件31凹進(jìn)(recess)部件320，在電氣接觸(圖3c)的連接前，機(jī)械引導(dǎo)提供了更好的對齊。在配合期間，當(dāng)帶有溝槽的接地接觸件31剛好連接剛性的接地接觸件21的內(nèi)表面時，或者在分離期間，當(dāng)帶有溝槽的接地接觸件31與剛性的接地接觸件21的內(nèi)表面斷開連接時，插座和插頭之間的傾斜角α的值保持低于7°。因此，電氣接地接觸件免于重復(fù)的配合/分離操作，并因此，互調(diào)較低且更穩(wěn)定。

圖4至圖4a示出了當(dāng)插頭2和插座3處于互相連接的構(gòu)型時，適用于將插頭2機(jī)械鎖定至插座3的鎖定裝置4的第一變型。在這個示出的變型中，鎖定裝置4是螺釘/螺母型。實(shí)現(xiàn)互相連接后，圍繞插頭2自由旋轉(zhuǎn)地安裝的螺母24擰緊在插座3的本體32外圍上形成的螺紋34上。因此實(shí)現(xiàn)了鎖定構(gòu)型。

圖5至圖5a示出了鎖定裝置4的第二變型，該鎖定裝置4在這里是彈簧鎖型。在互相連接結(jié)束時，本體32的外圍部分徑向地移動離開圍繞插頭2安裝的耦合環(huán)40的一些閂鎖掛鉤41，之后，掛鉤41咬合在本體32的凹槽321中。

為了從插座3解鎖插頭2，裝置4包括解鎖螺母42，其圍繞插頭2自由平移地安裝，解鎖螺母具有凸向內(nèi)側(cè)的表面43。因此，一旦螺母42以連接方向的相反方向移動，該表面43將從插座3的本體32的外圍凹槽321松開掛鉤41。

相比于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的同軸連接系統(tǒng)(例如市售7/16系列型號、或者4.3-10系列型號、或如專利申請wo2014/026383中所公開的)，剛剛已經(jīng)描述的根據(jù)本發(fā)明的同軸連接系統(tǒng)1有很多優(yōu)勢：

-彈性外部接觸件和中心接觸件的可靠的機(jī)械保護(hù)；

-維持了高rf信號傳輸性能水平，甚至有所增加，并隨時間推移特別地具有低的且穩(wěn)定的無源及動態(tài)互調(diào)電平；

-相比于現(xiàn)有技術(shù)的低無緣互調(diào)連接器，連接小型化。

能夠提供其他的變型和增強(qiáng)，而不會以任何方式脫離本發(fā)明的框架。

除非另外指明，“包括一個”的表達(dá)應(yīng)該理解為與“包括至少一個”同義。