具有电容耦合连接器接口的同轴连接器和制造方法
【专利说明】具有电容耦合连接器接口的同轴连接器和制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本串请是 Kendrick Van Swearingen、Ronald Alan Vaccaro、James P.Fleming和 Jeffrey D Paynter 在 2012 年 11 月 9 日提交的题为 “CONNECTOR WITH CAPACITIVELYCOUPLED CONNECTOR INTERFACE”的共同拥有的共同待决的美国发明专利申请N0.13/673084的部分延续申请，该美国发明专利申请的全部内容通过引用并入于此。
技术领域
[0003]本发明涉及电缆连接器。更特别地，本发明涉及在连接接口的信号传导部分之间具有电容耦合的连接器，其可以与标准伸缩连接器接口相容。
【背景技术】
[0004]同轴电缆通常用于RF通信系统。同轴电缆连接器可以用于例如在需要高水平的精度和可靠性的通信系统中终止同轴电缆。
[0005]连接器接口提供在用带有希望连接器接口的连接器终止的电缆与具有被安装在设备或另一电缆上的相配合的连接器接口的对应连接器之间的连接/断开连接功能。现有同轴连接器接口典型地使用被设置成带螺纹的联接螺母的保持器，在该联接螺母(其以可旋转的方式保持在一个连接器上)经螺纹连接到另一连接器上时，该联接螺母可伸缩地带连接器接口对进入可靠电机械接合中。
[0006]无源互调失真(PM)是在不够对称的互连情况下和/或在电机械互连随着时间过去而移位或劣化(例如，由于机械应力、振动、热循环和/或材料劣化)时可能出现的一种形式的电干涉/信号传输劣化。PM是重要的互连品质特性，这是由于由单个低品质互连产生的PM可能使得整个RF系统的电性能劣化。
[0007]RF同轴连接器设计的最近发展已经集中于通过改善同轴电缆的导体与连接器本体和/或内接触件之间的互连来减小PIM，例如，通过应用分子键(molecular bond)而不是电机械互连，如公开于 Kendrick Van Swearingen 和 James P.Fleming 的题为 “Connectorand Coaxial Cable with Molecular Bond Interconnect1n”的共同拥有的美国专利申请公开第2012/0129391号，该美国专利申请在2012年5月24日被公开并且其全部内容通过引用并入于此。
[0008]存在大量使用具有标准化同轴连接器接口(诸如7/16DIN连接器接口等)的同轴连接器的现有电缆和/或设备。采用新的技术会是高成本的，这将需要更换现有电缆布线和/或设备并且/或者对其再连接器化。
[0009]电缆连接器市场的竞争已经将注意力集中于改善互连性能和互连的长期可靠性。此外，包括材料、培训和安装成本的总成本减小对于商业成功来说是重要因素。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目标是提供克服现有技术中的缺陷的同轴连接器和互连方法。
【附图说明】
[0011]被并入并且构成本说明书一部分的附图示出本发明的实施例，其中附图中的相似附图标记指示相同特征或元件并且对于会出现它们的每一个附图不再都加以详细描述，附图与上面给出的本发明的概括描述和下面给出的实施例的详细描述一起用于说明本发明的原理。
[0012]图1是具有闷头安装件(buldkhead mount)凹形连接器接收部分的互锁位置中的示例性同轴连接器的示意性部分剖视侧视图。
[0013]图2是图1的区域B的示意性放大图。
[0014]图3是具有闷头安装件凹形连接器接收部分的互锁位置中的备选同轴连接器的示意性等距部分剖视视图。
[0015]图4是图3的同轴连接器的电介质间隔件的示意性等距视图。
[0016]图5是另一备选同轴连接器和凹形连接器接收部分的元件的示意性等距分解视图。
[0017]图6是互锁位置中的图5的同轴连接器和接收部分的示意性侧视图。
[0018]图7是图6的同轴连接器和接收部分的示意性剖视侧视图。
[0019]图8是图7的区域D的放大图。
[0020]图9是具有聚合物可释放保持器的另一备选同轴连接器的示意性剖视侧视图。
[0021]图10是图9的区域B的示意性放大图。
[0022]图11是另一备选同轴连接器的示意性剖视侧视图，其中保持器电介质包覆层被布置在可释放保持器的螺纹上。
[0023]图12是图11的区域B的示意性放大图。
[0024]图13是图9的同轴连接器的内接触件和绝缘体的示意性等距视图。
[0025]图14是图13的内接触件和绝缘体的示意性剖视图。
[0026]图15是图9的同轴连接器的连接器本体的示意性剖视图。
[0027]图16是图15的连接器本体的示意性剖视图。
[0028]图17是图17的区域B的示意性放大图。
【具体实施方式】
[0029]本发明人已经认识到，除了同轴电缆的内外导体和每一个同轴连接器之间的互连夕卜，在配合的同轴连接器的连接器接口之间的电互连处也可能产生PM。
[0030]本领域技术人员将理解，对于特定的操作频率带，可以优化电容耦合互连。例如，相分离的导体表面之间的电容耦合水平是电信号的希望频率带、相分离的导体表面的表面积、电介质间隔件的介电常数和电介质间隔件的厚度(相分离的导体表面之间的距离)的函数。
[0031 ] 间隔开的导体表面之间的电容耦合消除会可能遭受PM产生/劣化的这些表面之间的直接电流互连。
[0032]例如，如图1-4中所示，用于同轴连接器2的电容耦合的同轴连接接口 3将外导体电介质间隔件4施加在连接器本体(在这里被示为凸形连接器本体8)的接口端部6处在外导体联接表面10中的每一个外导体联接表面之间，该外导体联接表面将同轴电缆13的外导体12的信号路径联接在连接器接口 3上。
[0033]类似地，内导体电介质间隔件14可以被施加到连接接口的内导体联接表面15的接口端部6，该内导体联接表面将内导体16的信号路径联接在连接器接口 3上。
[0034]本领域技术人员将理解，接口端部6和电缆端部7在本文被用作本文描述的同轴连接器2还有同轴连接器2的离散元件以及接收部分二者的相应端部的标识器，以便标识出这些端部并且根据它们在凸形连接器本体8和凹形连接器本体18中的每一个连接器本体的接口端部6与电缆端部7之间沿连接器2纵向轴线的对准而标识出相应的互连表面。当经由连接器接口 3互连时，凸形连接器本体8的接口端部6联接到凹形连接器本体18的接口端部6。
[0035]外导体电介质间隔件4和内导体电介质间隔件14分别与外导体联接表面10和内导体联接表面15绝缘以免直接接触接收部分的配合连接接口 5。
[0036]因此，当凸形连接器本体8被固定在对应的接收部分(在这里被示为凹形连接器本体18和内导体插座26)内时，形成了完全电容耦合的连接器接口。就是说，不存在在连接接口 3上的内导体或外导体电通路之间的直接电流互连。
[0037]外导体电介质间隔件4和内导体电介质间隔件14的电介质包覆层可以被设为例如陶瓷或聚合物电介质材料。合适的聚合物电介质材料的例子包括玻璃填充的聚丙烯或聚碳酸酯。可以以高精度在非常薄的厚度下施加的具有合适压缩和热阻特性的电介质包覆层的一个例子是陶瓷或陶瓷玻璃包覆层。这些包覆层可以通过一系列沉积过程(诸如物理蒸汽沉积(PVD)等等)直接施加到希望的表面。陶瓷和陶瓷玻璃包覆层具有的另外优点是高硬度特性，因此保护被包覆的表面在互连之前免受损坏和/或抵制由于在互连时存在的压缩力而导致的厚度变化。能够施加极薄(例如如0.5微米那样薄)的电介质包覆层可以减小对相分离的导体表面表面积的要求，使得连接接口的总尺寸能够减小。
[0038]如图2中最佳地示出的，凸形部分8的接口肩部20为凸形连接器本体8与凹形连接器本体18之间的伸缩互连提供互连止挡部。凸形连接器本体8的接口肩部20和外导体联接表面10 (在这里为凸形连接器本体8的在凸形连接器本体8的接口肩部20与接口端部6之间的内直径)被外导体电介质间隔件4覆盖以将凸形连接器本体8间隔开以免直接接触凹形连接器本体18的环形凹槽24的内侧壁22。
[0039]内导体电介质间隔件14将同轴连接器2的内导体联接表面15 (诸如内导体16的一部分、内导体盖子或联接到内导体的内导体接触件)间隔开以免直接接触接收部分(在这里为内导体插槽26)的内导体联接表面15。
[0040]示例性实施例的凸形连接器本体8和凹形连接器本体18之间的伸缩配合由可释放的保持器28固定。该可释放的保持器28可以由电介质材料(例如，诸如玻璃填充的聚丙烯或聚碳酸酯的纤维加强的聚合物)形成，例如如图1和图5-10中所示。因此，可释放的保持器18不产生凸形连接器本体8与凹形连接器本体18之间的电流电机械耦合。
[0041]在希望金属材料可释放保持器28的另外磨损和/或强度特性的情况下，例如，在可释放保持器28是常规的带螺纹锁环(该带螺纹锁环具有内直径螺纹30，该内直径螺纹与凹形连接器本体18的对应外直径螺纹30联接以将凸形和凹形连接器本体8、18拉在一起并且将它们固定在互连位置中)的情况下，保持器电介质间隔件32可以被施加在可释放保持器28与凸形连接器本体8的安置表面之间以使可释放保持器28与凸形连接器本体8电绝缘，例如，如图3和图4中所示。或者，金属的或其它导电材料的可释放保持器28可以具有被施加到其内直径螺纹30的电介质包覆层，例如，如图11和图12中所示。
[0042]本领域技术人员将理解，电容耦合连接器接口可以应用于与已有标准化伸缩同轴连接器接口(诸如7/16DIN)相容的实施例。