本發(fā)明涉及一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭及同軸連接器。

背景技術：

同軸轉接器在毫米波測試系統(tǒng)中被廣泛使用，目前同軸轉接器內導體彈性連接通常有開槽收口、彈簧爪和彈簧三種方式。開槽收口方式制造成本相對較低，易于實現(xiàn)，在一般電氣連接中被廣泛采用。如圖1和圖2所示，是常用的開槽收口連接方式的陰頭內導體(圖2)和陽頭內導體(圖1)，陰頭內導體一般開“十字槽”和“一字槽”，開槽后通過收口夾具對開槽進行收口，經過時效處理熱處理成型。由于陰頭內導體進行了收口處理，陽頭內導體前端采用倒角設計，便于內導體對插時導向。同軸轉接器除了需要具有良好的電氣性能外，插拔力也是衡量轉接器性能優(yōu)劣的重要指標。申請人發(fā)現(xiàn)轉接器陽頭內導體插入陰頭內導體過程中，存在插入力迅速增大形成尖點，后回落到一穩(wěn)定值的現(xiàn)象，雖然過程短暫，但對電路中器件必然造成較大沖擊。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭及同軸連接器，它陽頭內導體接觸圓柱段采用了錐形設計，延長了插入力增大的軸向空間，使插入力變得平緩；同時陽頭內導體末端仍采用圓柱體設計，保證內導體間接觸可靠程度與改進前一致，其采用的技術方案如下：

一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭，其特征在于：其上的陽頭內導體由連接段、導入段和倒角一體構成，所述連接段為圓柱體形，所述導入段的左端面直徑與連接段的直徑相同且導入段形成于連接段的右側，所述導入段的右端面直徑小于導入段的左端面直徑，自導入段的右端面至導入段的左端面平滑過渡；所述倒角形成于導入段的右側。

在上述技術方案基礎上，所述導入段為圓臺形。

一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器，其特征在于：包括轉接器陽頭和轉接器陰頭，所述轉接器陽頭的陽頭內導體由連接段、導入段和倒角一體構成，所述連接段為圓柱體形，所述導入段的左端面直徑與連接段的直徑相同且導入段形成于連接段的右側，所述導入段的右端面直徑小于導入段的左端面直徑，自導入段的右端面至導入段的左端面平滑過渡；所述倒角形成于導入段的右側，所述轉接器陰頭的陰頭內導體上開設有十字槽或一字槽，所述陰頭內導體經過收口處理。

在上述技術方案基礎上，所述導入段為圓臺形。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：消除了不必要插入力尖點的產生，使插入力平緩增大，避免對電路的沖擊，同時保證了改進后內導體間可靠的接觸。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一種實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖引伸獲得其它的實施附圖。

圖1：現(xiàn)有的轉接器陽頭的結構示意圖；

圖2：本發(fā)明所述轉接器陰頭的結構示意圖；

圖3：本發(fā)明所述轉接器陽頭的結構示意圖；

圖4：現(xiàn)有的轉接器陽頭插拔過程示意圖；

圖5：現(xiàn)有的轉接器陽頭內導體完全插入陰頭內導體后兩者位置關系示意圖；

圖6：現(xiàn)有的轉接器的插拔力曲線圖；

圖7：現(xiàn)有的轉接器插入過程中陽頭內導體受力示意圖；

圖8：現(xiàn)有的轉接器拔出過程中陽頭內導體受力示意圖；

圖9：轉接器陽頭錐度取值1.5度時插入力曲線；

圖10：使用實施例2所述的可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭得到的插入力曲線；

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明：

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

這里需要說明的是，文中所述方位詞左、右均是以圖3所示的視圖為基準定義的，以圖3的左為左，以圖3的右為右，應當理解，所述方位詞的使用不應限制本申請所請求的保護范圍。

在同軸轉接器連接過程中，發(fā)現(xiàn)兩轉接器連接過程中在某一位置阻力明顯增大，需要耗費較大的力才能渡過此位置，后所需力量減小。通過測量和分析得出結論，接觸發(fā)生在陽頭內導體倒角過渡到圓柱位置處時插入力迅速增大，達到正常所需插入力大小的三到五倍，后插入力減小穩(wěn)定在所需合適的插入力大小。由于此位置并不是兩轉接器正常工作時所處位置，所以說此處過大的插入力是需要盡量消除的，否則電路中器件將受到較大的沖擊。

實施例1

本實施例的一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭，其特征在于：其上的陽頭內導體由連接段1、導入段2和倒角3一體構成，所述連接段1為圓柱體形，所述導入段2的左端面直徑與連接段1的直徑相同且導入段2形成于連接段1的右側，所述導入段2的右端面直徑小于導入段2的左端面直徑，自導入段2的右端面至導入段2的左端面曲面過渡；所述倒角3形成于導入段2的右側。

一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器，其特征在于：包括轉接器陽頭10和轉接器陰頭20，所述轉接器陽頭10的陽頭內導體由連接段1、導入段2和倒角3一體構成，所述連接段1為圓柱體形，所述導入段2的左端面直徑與連接段1的直徑相同且導入段2形成于連接段1的右側，所述導入段2的右端面直徑小于導入段2的左端面直徑，自導入段2的右端面至導入段2的左端面曲面過渡；所述倒角3形成于導入段2的右側，所述轉接器陰頭20的陰頭內導體21上開設有十字槽，所述陰頭內導體經過收口處理。

實施例2

如圖2和圖3所示，本實施例的一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器陽頭，其特征在于：其上的陽頭內導體由連接段1、導入段2和倒角3一體構成，所述連接段1為圓柱體形，所述導入段2為圓臺形，導入段2的左端面直徑與連接段1的直徑相同且導入段2形成于連接段1的右側，所述倒角3形成于導入段2的右側。

此處需要說明的是：用一個平行于圓錐底面的平面去截圓錐，底面與截面之間的部分叫做圓臺，圓臺也可認為是圓錐被它的軸的兩個垂直平面所截的部分，因此也可叫"截頭圓錐"。

一種可減小同軸轉接器插入力尖點的轉接器，其特征在于：包括轉接器陽頭10和轉接器陰頭20，所述轉接器陽頭10的陽頭內導體由連接段1、導入段2和倒角3一體構成，所述連接段1為圓柱體形，所述導入段2為圓臺形，導入段2的左端面直徑與連接段1的直徑相同且導入段2形成于連接段1的右側，所述倒角3形成于導入段2的右側，所述轉接器陰頭20的陰頭內導體21上開設有一字槽22，所述陰頭內導體經過收口處理。

經實驗和成本核算，陽頭內導體采用錐形過渡(有一段為圓臺形)的方案是相對簡單易于實現(xiàn)的，另外還可在陽頭內導體上采用曲面的過渡方案，還有就是針對陰頭開槽內導體進行處理，這些都有可能會得到更優(yōu)的效果，但設計上和加工上必然會增大難度，相比較于在插入力的改善上已經得不償失，故以實施例2的技術方案為佳。

轉接器是微波傳輸中重要的連接器件，一般由外導體、內導體、介質撐、螺套、墊片和連接螺套等零件組成。轉接器間連接一般采用螺套擰緊的方式，外導體間通過螺套螺紋連接拉緊而緊密貼合，內導體間通過彈性連接保證接觸良好。內導體彈性連接通常有開槽收口、彈簧爪和彈簧三種方式。開槽收口方式制造成本相對較低，易于實現(xiàn)，在一般電氣連接中被廣泛采用。

開槽收口方式中陰頭內導體開槽收口后，陽頭內導體插入過程中將陰頭內導體接觸片撐起，靠彈性擠壓保證兩者的可靠連接。由于兩者的接觸壓力不便于測量，在設計時，一般給出內導體插拔力要求，間接控制內導體的可靠連接。

插拔力需要有一個合適的范圍，插拔力太大太小都將影響轉接器的性能。插拔力過大會對轉接器以及電路中器件產生較大的沖擊；插拔力太小會導致接觸不良，影響電性能。

首先對幾個概念預先定義：

插拔力——轉接器陽頭內導體插拔過程中所受到的軸向力；

插入力——轉接器陽頭內導體插入陰頭內導體過程中所受到的軸向力；

拔出力——轉接器陽頭內導體拔出陰頭內導體過程中所受到的軸向力；

保持力——兩轉接器連接后陽頭內導體與陰頭內導體間的正壓力。

其中，保持力是維持內導體間可靠連接所必需的，是設計最終控制的目標，與其余三者之間存在正壓力與摩擦力的對應關系，設計通過控制插拔力達到間接控制保持力的目的。

開槽內導體經機加工和線切割工序后需要通過時效處理工藝進行收口成型，考慮到此過程的復雜性，為了建模的方便和保證模型接近真實，作如下簡化假設：

1.開槽內導體收口時變形只發(fā)生在開槽根部；

2.經時效處理后成型好，無殘余應力，無回彈。

本申請以2.4mm轉接器為研究對象，利用abaqus仿真軟件對其插拔力進行仿真分析。

2.4mm轉接器插拔過程示意圖見圖4。圖4中(1)過程為陽頭內導體插入過程中與陰頭內導體剛好接觸時位置，此時陽頭內導體接觸處為倒角處，此處起導向作用，(4)為陽頭內導體拔出過程中即將脫離陰頭內導體位置，(4)與(1)陽頭內導體與陰頭內導體位置關系相同，只是陽頭內導體運動方向相反。

圖5所示為陽頭內導體完全插入陰頭內導體后兩者位置關系，也是實際工作中陽頭內導體與陰頭內導體所處位置。(2)代表插入過程，(3)代表拔出過程。

利用abaqus對內導體插拔過程進行仿真分析，得到插拔力曲線如圖6所示。圖6中(1)、(2)、(3)和(4)分別對應插拔過程示意圖中(1)、(2)、(3)和(4)。

(1)過程插入力極具增大后迅速減小，形成尖點，此處非轉接器工作位置，應盡量減小此處插入力大小，降低或消除尖點的產生。如圖7所示為(1)插入過程陽頭內導體受力示意圖，(1)過程插入力是正壓力f和摩擦力ff在軸向的合力，對于2.4mm陽頭倒角成30°，大小為ff＝μf，μ為摩擦系數(shù)，取值0.2，可得插入力為0.673f，而(2)和(3)過程中插入力只由摩擦力提供大小為0.2f，可見尖點處插入力是(2)和(3)過程插入力的3倍多，公式計算與仿真結果是比較符合的。同時需要提出的是，為了使仿真更貼近現(xiàn)實，在模型建立時對棱邊進行了圓角處理，圓角大小為r0.02，采用圓角后尖點幅度有所減小是正常的。

(2)和(3)過程中插入力和拔出力均穩(wěn)定在1.5n左右。此過程中力的大小相對穩(wěn)定，不隨著插入深度而變化。

(4)過程中拔出力迅速減小到零后值變?yōu)檎?，表明拔出過程中陰頭內導體對陽頭內導體有推出的力。圖8為拔出過程陽頭內導體受力示意圖，此位置處：

陰頭內導體對陽頭內導體存在摩擦力ff和正壓力f，拔出力即是ff和f在軸向的合力。則合力的大小是大小為0.327f，符號為正。實際兩轉接器拔出過程中明顯感到有彈出的力，仿真與實際情況是符合的。

由前面的分析可知，插入力尖點是正壓力f和摩擦力ff在軸向的合力，那么對于任意倒角角度θ，大小為可見尖點處插入力與倒角θ在(0°，90°)范圍內存在正相關，適當減小倒角大小，可降低尖點幅度。

通過減小倒角角度可以減小插入力最大值，但不能完全消除“尖點”。陽頭倒角導向長度有限，不可能將角度做的太小?？紤]將陽頭內導體接觸圓柱段做成錐形。經過反復試驗，錐度取值1.5度時插入力曲線如圖9所示，可見插入力平滑增大，“尖點”被消除。由于錐度的存在，導致插入力穩(wěn)定值要小于現(xiàn)有轉接器陽頭?？紤]到穩(wěn)定值不足也會引起微波傳輸通道的改變，故在后半段繼續(xù)采用圓柱段設計，見圖3。圖10是采用結構改進方案得到的插入力曲線，可以看出插入力平緩增大并保證了最終插入力接近改進前水平。

上面以舉例方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動或變型均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。