專利名稱：自調(diào)節(jié)的超小型同軸電纜連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于同軸電纜或類似裝置的連接器，更具體地說，本發(fā)明涉及用于連接微波頻率同軸電纜和類似的傳輸線的超小型同軸電纜連接器(SMA)。
背景技術(shù)：
超小型同軸電纜連接器(SMA)通常用作微波頻率下的高性能超小型同軸電纜連接器。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們將這些連接器與包括柔性和半剛性電纜在內(nèi)的同軸電纜一起使用。與半剛性電纜一起使用時(shí)，它們可用于高達(dá)約18千兆赫，當(dāng)與柔性電纜一起使用時(shí)，超小型同軸電纜連接器通?？捎迷趶闹绷髦良s12.4千兆赫的范圍。在其它但較為稀少的情況下，它們可能規(guī)定在高至18千兆赫的頻率下進(jìn)行工作，但可不受模式限制地地在高至約25千兆赫的頻率下起作用。已設(shè)計(jì)出一些在更為稀少的情況下、在高至27千兆赫的頻率下進(jìn)行工作的超小型同軸電纜連接器。
超小型同軸電纜連接器可以在寬頻帶下工作，并具有較低的反射。它們通常設(shè)計(jì)成具有恒定的50歐姆的阻抗，并且微波工業(yè)在許多必需形成同軸線至以印刷或以其它方式設(shè)置在電路板上的跡線或其它電路元件的接觸面的應(yīng)用場(chǎng)合中經(jīng)常使用它們。
這些標(biāo)準(zhǔn)的超小型同軸電纜連接器通常具有一外部殼體和以保證與外部導(dǎo)電體均勻接觸的螺紋連接。在一些設(shè)計(jì)中，可以使用搭扣配合或壓配合。在任何設(shè)計(jì)中，緊密接合使超小型同軸電纜連接器能使高頻處的反射和衰減最小，并提供機(jī)械強(qiáng)度和耐久性。當(dāng)設(shè)置成緊密連接時(shí)，電抗是最小的，使這種連接器能在超出與其它類型的搭扣式超小型連接器相關(guān)的頻率使用。
超小型同軸電纜連接器用于微波有源和無源元件、高端無線電電子學(xué)裝置、檢測(cè)儀表應(yīng)用以及航空電子設(shè)備。在市場(chǎng)上可獲得許多不同類型的超小型同軸電纜連接器，包括來自例如Molex的Light Horse Technologies，Inc.和JohnsonComponets之類的公司的連接器。這些連接器例如可以壓接、夾緊以及焊接端子附接方式提供。它們提供從印刷電路板帶狀線。跡線或者其它類似的電路元件到同軸電纜的充分連接。在授予Ziers的美國(guó)專利第6,217,382號(hào)和授予Magnuso的美國(guó)專利第5,823,790號(hào)中可以找到超小型同軸電纜連接器和相關(guān)插頭的例子。
許多現(xiàn)在較常用的超小型同軸電纜連接器需要使用焊接連接，以半永久地將形成為導(dǎo)電體的信號(hào)線或印刷在電路板上的跡線附接至超小型同軸電纜連接器的中心導(dǎo)電體(或連接件)。例如，在連接器內(nèi)中心地定位的中心導(dǎo)電體或其它連接件構(gòu)件延伸入位于電路板中、電路跡線處的一通孔中，并焊接于其上。需要焊接連接的各種超小型同軸電纜連接器的例子為用于半剛性電纜的SMA直角焊接型插頭、直線型插頭、以及用于半剛性電纜的直線型大頭插座、用于柔性或半剛性電纜的焊接型的天線連接件插頭、以及三件式插頭、插座和大頭插座。許多其它類型的超小型同軸電纜連接器插頭使用焊接連接。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種克服上述的現(xiàn)有技術(shù)超小型同軸電纜連接器的缺陷的超小型同軸電纜連接器。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供無需將導(dǎo)電體焊接在電路板跡線或其它電路元件上的超小型同軸電纜連接器，并且該超小型同軸電纜連接器還可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)熱失配所產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明是有長(zhǎng)處的，它提供一種新穎和不顯眼的超小型同軸電纜連接器以及一種使用超小型同軸電纜連接器標(biāo)準(zhǔn)來傳遞千兆赫(GHz)范圍的高頻信號(hào)的方法。本發(fā)明能得到一成本低廉且可靠的超小型同軸電纜連接器接觸面，該接觸面垂直對(duì)齊于電路板的表面和其上的任何電氣跡線，且不使用傳統(tǒng)的焊接加工或通孔安裝件。因此，本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器無需使連接器和電路板經(jīng)受焊接所需的溫度升高，就可以進(jìn)行附接。
本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器也無需在裝配或加工中接觸到電氣跡線就附接至電路板?？梢砸怀杀镜土姆绞桨惭b該超小型同軸電纜連接器，并消除容差積累，從而使一套殼(殼體)能比一般的超小型同軸電纜連接器更加成本低廉，這是因?yàn)?，不再需要現(xiàn)有技術(shù)在制造一般的超小型同軸電纜連接器通常所需的精密加工過程。
本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)材料的熱失配所產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，從而能使用成本更為低廉的材料，并同時(shí)減少由于焊料斷裂和基板開裂而導(dǎo)致信號(hào)減弱的可能性。即使存在熱失配，也可在3千兆赫以上使用該連接器。
根據(jù)本發(fā)明，連接器包括一外部殼體。一絕緣體被接納在該外部殼體中，并包括一縱向延伸孔。一導(dǎo)電體構(gòu)件被接納在孔中，并包括一接觸面接觸末端，該接觸面接觸末端用于電氣連接電路板上的諸如帶狀線或跡線電路之類的電路。一偏壓件接合接觸末端，并將接觸面接觸末端偏壓成自調(diào)節(jié)地電氣接觸電路板上的電路，而無需進(jìn)行焊接。連接器自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)由熱失配所產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該外部殼體、絕緣體以及導(dǎo)電體構(gòu)件較佳的形成為一超小型同軸電纜連接器(SMA)。導(dǎo)電體構(gòu)件還包括一與接觸面接觸末端相對(duì)的近端連接件，以使用標(biāo)準(zhǔn)的SMA接觸面連接來電氣連接同軸電纜。
在本發(fā)明的還有一個(gè)方面中，偏壓件包括一可伸縮的、彈簧加載的中間接觸件。本發(fā)明的再一個(gè)方面中，該偏壓件可包括一絨毛按鈕(fuzz button)或一彈簧銷(pogo pin)。例如，該偏壓件可包括諸如鍍金的鉬絨狀結(jié)構(gòu)之類的一導(dǎo)電的絨狀結(jié)構(gòu)，它施加壓力，且保持電氣接觸。
在本發(fā)明的還有一個(gè)方面中，絕緣體和接觸面接觸末端的尺寸均構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。殼體可以形成為一SMA殼體，并且其形狀構(gòu)造成可供進(jìn)行螺紋配合、壓配合或搭扣配合之一的一種連接。
附圖簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，從下文的本發(fā)明詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚。在諸附圖中

圖1是示出本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器的一第一實(shí)施例的剖視圖，圖中示出了殼體的基本構(gòu)件、絕緣體和導(dǎo)電體構(gòu)件。
圖2是示出本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器的一與圖1中所示實(shí)施例相似的第二實(shí)施例的剖視圖，只是該實(shí)施例具有不同的絕緣體和末端構(gòu)造。
圖3是示出本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器的一與圖1中所示實(shí)施例相似的第三實(shí)施例的剖視圖，只是該實(shí)施例具有不同的絕緣體和末端構(gòu)造。
圖4是本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器的一與圖1中所示實(shí)施例相似的第四實(shí)施例，只是該實(shí)施例具有不同的殼體結(jié)構(gòu)。
圖5是沿著圖4的線5-5截取的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將在下文中參照諸附圖更為全面地描述本發(fā)明，在諸附圖中示出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。不過，也可以不同的方式來實(shí)施本發(fā)明，且本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為為局限于這里所述實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使本說明書透徹和完整，并且向那些熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們充分地表達(dá)本發(fā)明的保護(hù)范圍。在所有這些圖中，用相似的標(biāo)號(hào)來標(biāo)示相似的構(gòu)件。
本發(fā)明是有長(zhǎng)處的，它提供一種新穎和不顯眼的超小型同軸電纜連接器，這種連接器能使用超小型同軸電纜連接器標(biāo)準(zhǔn)來傳遞千兆赫(GHz)范圍的高頻信號(hào)。本發(fā)明能得到一成本低廉且可靠的超小型同軸電纜連接器接觸面，該接觸面垂直對(duì)齊于電路板的表面和諸如帶狀線或其上的電氣跡線之類任何信號(hào)線，且不使用傳統(tǒng)的焊接加工或通孔安裝件。因此，本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器無需使連接器和電路板經(jīng)受焊接所需的溫度升高，就可以進(jìn)行附接。
本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器也可以無需如通常在裝配或加工中所需地那樣接觸到帶狀線或其它電氣跡線而附接至電路板。可以一成本低廉的方式安裝該超小型同軸電纜連接器，并消除容差積累，從而使一套殼(殼體)能比一般的超小型同軸電纜連接器更加成本低廉，這是因?yàn)?，不再需要精密加工過程，諸如那些當(dāng)制造更為一般的超小型同軸電纜連接器所需的精密加工過程。
本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)材料的熱失配所產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，從而能使用更易發(fā)生熱失配的成本更為低廉的材料，并同時(shí)減少由于焊料斷裂和基板開裂而導(dǎo)致信號(hào)減弱的可能性。即使在不同材料之間存在熱失配，也可在3千兆赫以上使用該連接器。
圖1-5示出了本發(fā)明的超小型同軸電纜連接器10的不同實(shí)施例，所述的連接器是自調(diào)節(jié)的，并克服了如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。為了清楚起見，在整個(gè)本說明書中，在諸不同實(shí)施例中所共有的相似結(jié)構(gòu)零件將在對(duì)它們的描述中使用相同的標(biāo)號(hào)。
現(xiàn)在請(qǐng)參見圖1，其中示出了本發(fā)明的一超小型同軸電纜連接器(SMA)10，還示出了傳統(tǒng)地形成為一SMA殼體的外部殼體12。在圖1所示的特定實(shí)施例中，該SMA殼體12具有螺紋或其它的合適的緊固金屬構(gòu)件，并形成為一壓配合連接，如那些熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們所知的。在還有其它的實(shí)施例中，SMA殼體12可以形成為具有能更緊和更精確地配合的壓配合連接。在圖1所示的特定實(shí)施例中，在SMA殼體12的下部或遠(yuǎn)側(cè)部16上形成有一環(huán)形的支承或安裝凸緣14，并且它包括可接受任何類型的、用于超小型同軸電纜連接器的連接器附接機(jī)構(gòu)的支承孔或其它支承結(jié)構(gòu)18(如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們所知)。SMA殼體12的近端20構(gòu)造成接受一同軸電纜連接器的端部，它是標(biāo)準(zhǔn)的。該SMA(或外部)殼體12通常用金屬的導(dǎo)電材料制成，如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們所知。在圖2和3中所示的實(shí)施例具有一結(jié)構(gòu)相似的、采用環(huán)形的支承或安裝凸緣14的SMA殼體，而圖4和5中所示的實(shí)施例則示出了一沒有環(huán)形支承或安裝凸緣14的SMA殼體12的實(shí)施例。其中使用一直線形的加肋部分14a，如圖所示。
一大致圓筒形的絕緣體22用作一主體件，并被接納在SMA殼體12內(nèi)。絕緣體22有近端和遠(yuǎn)端24、26。在所示實(shí)施例中，一縱向延伸孔28從近端24延伸至遠(yuǎn)端26。絕緣體22由其介電常數(shù)能在導(dǎo)電的外部套殼(SMA殼體12)與接納在從近端24延伸至遠(yuǎn)端26的縱向延伸孔28中的一導(dǎo)電體構(gòu)件30之間形成一絕緣屏障的絕緣材料制成。導(dǎo)電體構(gòu)件30較佳的是具有類似銷子的一形狀。絕緣體22的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗，且可具有多種的形狀，如圖1-5所示。圖1所示的絕緣體22為在遠(yuǎn)端24處具有一外臺(tái)階狀肩部32，而圖3所示的絕緣體則形成為在遠(yuǎn)端處有一直線的圓筒形截面34、沒有任何臺(tái)階狀的肩部。圖2、4及5的實(shí)施例示出了一帶臺(tái)階的形狀，但在外臺(tái)階狀肩部32上有一傾斜部分36。這些絕緣體的形狀能協(xié)助與不同類型的電氣帶狀線或電路板上的跡線連接，或者幫助熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們所設(shè)計(jì)出的其它連接。
導(dǎo)電體構(gòu)件30被接納在孔28中，并且在其遠(yuǎn)端處包括一接觸面接觸末端40，以與諸如印刷在電路板上的電路跡線之類的電路電氣接觸。在近端處設(shè)置了一SMA近端連接件部分42，以用來電氣連接標(biāo)準(zhǔn)類型的SMA連接中的同軸電纜，并且其形狀也構(gòu)造成如此。
根據(jù)本發(fā)明，一偏壓件44接合SMA接觸面末端40和SMA近端連接件42，以完成SMA接觸面接觸末端40與SMA近端連接件42之間的電氣通路。偏壓件44將SMA接觸面接觸末端40偏壓成與諸如印刷在電路板上的跡線之類的一電路電氣接觸，而無需焊接步驟或通孔裝配。該改進(jìn)的超小型同軸電纜連接器10可調(diào)節(jié)以適應(yīng)任何熱失配所引起的相對(duì)移動(dòng)，這種熱失配正是工業(yè)中經(jīng)常遇到的一個(gè)問題。絕緣體22、縱向延伸孔28以及導(dǎo)電體30的尺寸可以與熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們?cè)诒竟I(yè)中所用的尺寸形狀相似。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，偏壓件44形成為一可伸縮的、彈簧加載的中間接觸件，它是導(dǎo)電的，以提供從SMA近端連接件42至SMA接觸面接觸末端的電氣通路。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，偏壓件44可以形成為一中間接觸件，并包括和具有一彈簧機(jī)構(gòu)，如絨毛按鈕或彈簧銷，和/或包括帶有兩個(gè)部分和一內(nèi)部彈簧的構(gòu)件。有許多不同類型的絨毛按鈕和彈簧銷可供使用。一種類型的彈簧件也可以包括一鍍金的鉬絨，它填塞穿過一材料的通路并提供導(dǎo)電通路。該金屬絨可提供一種如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們所建議的彈簧類型的機(jī)構(gòu)。絨毛按鈕的例子示于美國(guó)專利第5,552,752號(hào)、第5,631,446號(hào)、第5,146,453號(hào)、第5,619,399號(hào)、第5,834,335號(hào)、第5,886,590號(hào)、第6,192,576號(hào)以及第5,982,186號(hào)?？梢孕薷倪@些和其它類型的絨毛按鈕，以可與本發(fā)明一起工作。
也可以使用一彈簧銷，并且它是適于接觸和壓靠一表面的一彈簧加載的電氣連接件。一種類型的典型彈簧銷連接件可包括形成為彈簧段的導(dǎo)線、銷或電路，或者其它的彈性件。在美國(guó)專利第6,252,415號(hào)、第6,242,933號(hào)、第6,137,296號(hào)、第6,114,869號(hào)、第6,079,999號(hào)、第5,451,883號(hào)、以及第5,948,960號(hào)中示出了各種類型的彈簧銷的例子?？梢孕薷倪@些和其它類型的彈簧銷，以可與本發(fā)明一起工作。
絕緣體22的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。本發(fā)明的SMA接觸面接觸末端44的尺寸也構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。因?yàn)榻佑|末端44不是焊接到電路板上的電路跡線或者其它的電氣觸件上的，所以，SMA接觸面接觸末端44在其端部處的形狀必須構(gòu)造成能充分地接合電路板上的電路跡線或者其它的電氣元件。而且，即使當(dāng)發(fā)生諸如由熱失配所引起的相對(duì)移動(dòng)時(shí)，施加在末端44上的偏壓力也必須仍能足以保持電氣接觸?？梢允褂貌煌愋偷腟MA接觸面接觸末端40，如圖1和3所示。在圖3中，縱向延伸孔28在遠(yuǎn)端處包括一內(nèi)臺(tái)階狀部分46，該內(nèi)臺(tái)階狀部分接納在SMA接觸面接觸末端44上的一臺(tái)階狀肩部48，以阻止伸出的縱向運(yùn)動(dòng)，并防止末端從孔中掉出。圖3中所示的實(shí)施例不包括該臺(tái)階狀的形狀，但偏壓件44可以通過如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們?cè)O(shè)想的一合適的附接連接來以可靠的方式接合SMA接觸面接觸末端44。
圖1-5中所示的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明中的超小型同軸電纜連接器的示范例，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們也可以設(shè)想出其它的結(jié)構(gòu)形式。
在前面的描述和相關(guān)附圖中所進(jìn)行的揭示的啟發(fā)下，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人將會(huì)想到本發(fā)明的許多修改形式和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)予理解的是，本發(fā)明并不局限于所揭示的特殊實(shí)施例，且這些修改形式和實(shí)施例將被包含在所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超小型同軸電纜連接器(SMA)，它包括一SMA殼體；一接納在SMA殼體中的絕緣體，它具有近端和遠(yuǎn)端以及一從近端延伸至遠(yuǎn)端的縱向延伸孔；一接納在孔中的導(dǎo)電體構(gòu)件，它包括在遠(yuǎn)端處的一接觸面接觸末端，且其形狀構(gòu)造成電氣接觸一電路板上的電路；在近端處的一近端連接件，它用來電氣連接一同軸電纜；以及一接合接觸面接觸末端和近端連接件的偏壓件，它用來完成接觸面接觸末端與近端連接件之間的一電氣通路，并將接觸面接觸末端偏壓成與一電路板上的電路電氣接觸，并進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)熱失配所引起的相對(duì)移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述偏壓件包括一可伸縮的、彈簧加載的中間接觸件。
3.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述偏壓件包括一絨毛按鈕。
4.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述偏壓件包括彈簧銷。
5.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述偏壓件包括一導(dǎo)電的絨狀結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述導(dǎo)電的絨狀結(jié)構(gòu)包括一鍍金的鉬絨。
7.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述絕緣體的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。
8.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述接觸面接觸末端的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。
9.如權(quán)利要求1所述的超小型同軸電纜連接器(SMA)，其特征在于，所述SMA殼體的形狀構(gòu)造成用于進(jìn)行螺紋配合或壓配合連接。
10.一種連接器，它包括一外部殼體；接納在外部殼體內(nèi)并具有一縱向延伸孔的一絕緣體；接納在孔中的一導(dǎo)電體，它包括一接觸面接觸末端和一偏壓件，所述偏壓件用來將接觸面接觸末端偏壓成與一電路板上的電路自調(diào)節(jié)地電氣接觸，并進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)熱失配所引起的相對(duì)移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述外部殼體、絕緣體以及導(dǎo)電體構(gòu)件形成為一超小型同軸電纜連接器(SMA)。
12.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述導(dǎo)電體構(gòu)件還包括與接觸面接觸末端相對(duì)的一近端連接件，該近端連接件用來電氣連接至一同軸電纜。
13.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述偏壓件包括一可伸縮的、彈簧加載的中間接觸件。
14.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述偏壓件包括一絨毛按鈕。
15.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述偏壓件包括彈簧銷。
16.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述偏壓件包括一導(dǎo)電的絨狀結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的連接器，其特征在于，所述導(dǎo)電的絨狀結(jié)構(gòu)包括一鍍金的鉬絨。
18.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述絕緣體的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。
19.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述接觸面接觸末端的尺寸構(gòu)造成形成50歐姆的阻抗。
20.如權(quán)利要求10所述的連接器，其特征在于，所述殼體的形狀構(gòu)造成用于進(jìn)行螺紋配合或壓配合連接。
全文摘要
一種超小型同軸電纜連接器，它包括一殼體、一絕緣體以及導(dǎo)電體構(gòu)件，所述導(dǎo)電體構(gòu)件包括一偏壓件，該偏壓件接合一接觸面接觸末端，并將該接觸面接觸末端偏壓成與諸如電路板上的跡線的一電路電氣接觸而無需進(jìn)行焊接，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)由熱失配所產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)。
文檔編號(hào)H01R24/02GK1535490SQ02814959
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者G·克拉科, E·菲切爾, G 克拉科, 卸 申請(qǐng)人:柴川斯股份有限公司