微波连接器组件的制作方法

本发明涉及微波连接器组件和微波传输组件

背景技术：

介电波导可用于在具有高数据速率的通信链路中传输毫米波(也称为微波)。如果介电波导包括矩形芯，则在波导内引导的线性极化波导模式的方向由芯的形状限定，与引导极化微波而没有主要方向的圆形芯相反。

已知的极化保持波导难以处理。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是要提供一种微波连接器组件，其易于操作并且允许两个极化保持微波波导的低损耗的可靠且可再现的连接。

在开头提到的本发明的微波连接器组件解决了上述问题，在于它包括波导套管，该波导套管具有用于接收介电波导的接收端和位于接收端远端的连接端，以及用于至少部分地接收波导套管在套管插孔中套管插座，波导套管包括至少一个锁定构件，用于与套管插座锁定连接，其中套管插座包括至少一个编码构件，该至少一个编码构件仅在波导套管位于套管插座中的单个预定角度位置或相对于彼此旋转180°的两个预定角度位置之一中时接合波导套管的互补编码构件。

编码构件与互补编码构件的接合具有以下优点：波导套管可以可靠地、可再现地且容易地旋转到预定角度位置，其中两个介电微波波导或微波波导和套管插座可以以最小的耦合损耗彼此耦合。如果编码构件与互补编码构件接合，则波导套管可以仅插入或插接在套管插孔中。如果后两者未接合，则波导套管可能不会插接在套管插孔中。

开头提到的微波传输组件通过包括本发明的微波连接器组件、介电波导和位于电路板的平坦侧的微波发射器解决了上述问题。微波发射器具有微波天线，该微波天线具有至少部分地指向波导端的辐射图案，并且其中介电波导具有位于电路板的平坦侧上的自由波导端。

在下文中，将提供本发明的其他实施例。所示的实施例本身是有利的，其中可以任意组合或省略不同实施例的技术特征。

波导套管可以实施为适合于沿着纵向方向延伸的波导的外形的中空形状。特别地，波导套管可以实施为空心圆柱体。波导套管的内自由直径可以等于或略小于要接收在波导套管内的介电波导的外直径。

套管插孔也可以具有内自由直径，然而，该内自由直径可以基本上等于或大于波导套管的外直径。

波导套管的外直径可以限定在锁定构件所在的位置。此外，波导插孔可以包括不同自由内直径的部分，使得具有比包括锁定构件的部分小的外直径的波导套管基部以及具有锁定构件的部分可以以足够小的游隙被接收在套管插孔内。足够小的游隙应理解为波导套管和套管插座之间的定位中的容许公差，在其内避免了耦合损耗。取决于所使用的微波的波长，所述公差对于不同的应用是不同的。

锁定构件可以理解为套环，其可以通过适当的附连方式，例如焊接、锡焊等以整体或两件式的方式附连到波导套管基部。

锁定构件可以在径向方向上从基本上圆柱形的波导套管基部延伸，并且可以在圆周方向上至少部分地围绕波导套管基部延伸。

波导套管的互补编码构件可以实施为锁定凹槽，并且套管插座的编码构件可以延伸到套管插孔中并且可以实施为翅片、支架或槽。

可以包括一个以上的编码构件，其中相应数量的互补编码构件实施在波导套管处。

本发明的微波连接器组件的另一实施例包括波导套管的互补锁定构件，其中扁平部分在与径向方向相反的方向上变平。通过波导套管的变形可以容易地制造这种扁平部分。

在本发明的微波连接器组件的另一个实施例中，包括两个互补的编码构件和两个编码构件，它们分别位于波导套管基部的径向相对侧和/或套管插孔的径向相对侧。这是特别有利的，因为两个极化保持部件之间的极化保持连接恰好包括两个预定角度位置，其中耦合损耗被最小化。

例如，极化保持部件可以是两个保持极化的介电波导或介电波导和套管插座。

因此，即使操作者在没有看到连接器本身的情况下建立连接，操作者也可以更容易和更快地获得作为示例的波导套管和套管插座之间的预定角度位置。

此外，与仅具有一个编码构件和一个编码凹槽的实施例相比，两个编码构件和两个凹槽允许更小的角度定位公差。

如上所述，本发明的微波连接器组件可包括两个以上的编码凹槽和编码构件，其中这种实施例优选地包括偶数个编码凹槽和编码构件，从而产生两个旋转对称。这种微波连接器组件还包括在编码构件和编码凹槽之间的不等角度间隔。

如果波导套管包括另一个编码构件，则可以进一步改进本发明的微波连接器组件。可以替代地或另外地提供另外的编码构件。因此，互补编码构件可以实施为另外的编码构件或者可以另外提供。如果另外提供，则另外的编码构件可以在沿着圆柱形波导套管的突起中至少部分地位于实施为编码凹槽的互补编码构件内。

可以实施为翅片、支架或不同几何形状的另外的编码构件可以位于编码凹槽内，或者可以位于编码凹槽的圆周位置处，但是沿着波导套管的纵向轴线远离编码凹槽位移。沿圆柱形波导套管的突起应理解为沿波导套管基部的纵向轴线的突起。

另一编码构件可以减小波导套管和套管插座之间的定位公差。

特别地，本发明的微波连接器组件可以包括在波导套管的相对侧上的两个另外的编码构件。

可以包括介电波导，其可以从接收端通过波导端插入波导套管基部中。波导端是用于将微波辐射耦合到波导中或用于将微波辐射耦合出波导的波导的一部分。波导端可以通过拼接波导获得，其中在拼接期间，在波导端获得清洁切割的端面或端面。

根据本发明的微波连接器组件的另一个实施例，包括介电波导，介电波导具有延伸超过波导套管的自由波导端。

如果波导端延伸超过波导套管，则延伸的介电波导的一部分可以是独立的。所述部分可称为过端(excessend)。过端可以是波导的独立端，特别是尾纤的独立端，其为来自于连接到另一连接器的pcb的信号提供路由。

本发明的微波连接器组件可以包括反锁定构件，该反锁定构件可以实施在弹性臂上，当波导套管接收在套管插座中时，弹性臂被邻接反锁定构件的斜坡的锁定构件偏斜。

即使在具有振动和/或冲击的恶劣机械环境中，反锁定构件也可以允许将波导套管固定在套管插座内。

锁定构件和反锁定构件之间的接合可以被称为主锁，其中，如果波导套管被接收在套管插座中的预定角度位置中，则主锁可以特别地仅被接合。

在与一个或两个预定角度位置不同的任何中间角度位置中，编码构件、互补编码构件(例如编码凹槽)和另一编码构件可以防止波导套管插入到波导插孔中足够远以接合主锁。因此，只有当波导套管定位在套管插座的正确预定角度位置时，才能获得主锁的固定连接。

在本发明的微波连接器组件的另一实施例中，包括可插入套管插座中的保持器，其中保持器的第二锁定构件与锁定构件接合，防止波导套管从套管插座移除。保持器另外固定波导套管和套管插座之间的连接。

保持器可以阻挡锁定构件并因此阻挡波导套管。保持器可以形状配合地接合锁定构件。

保持器可以通过套管插座的开口插入套管插座中，其中仅可以接收部分的保持器。可以沿着与径向方向相反的方向，即从基本垂直于波导套管的纵向方向的方向，执行将保持器接收在套管插座中。

保持器可包括与波导套管的套环状锁定构件一样多的第二锁定构件。

如果保持器接收在套管插座中，则保持器可以实施为u形，其具有基本上平行于纵向方向取向的基部。

从基部开始，两个第二锁定构件可以基本垂直的朝向套管插孔延伸，并且可以包括弧形邻接前部，其中弧形曲率和/或半径可以优选地类似于或等于波导套管基部的半径。

因此，邻接前部可以以大面积接触波导套管基部，其中，在第二锁定构件的圆周方向上的大部分也靠近波导套管的套环形锁定构件定位。

本发明的波导连接器组件可以通过套管插座进一步改进，套管插座包括彼此相对的两个套管插孔，两个波导套管的连接端定位在相应的套管插孔中并且彼此分开小于微波辐射的一个波长。两个波导套管可以优选地定位成小于半波长，更优选地小于四分之一波长，甚至更优选地小于彼此分开的微波辐射的一个波长的十分之一。

这种波导连接器组件可以用于连接两个套管组件，即两个带有附连的波导套管的介电波导，以便将来自一个介电波导的微波辐射耦合到另一个，同时使耦合损耗最小化。

开头提到的微波传输组件可以优选地包括实现为端射天线(例如，vivaldi结构)或者宽边天线(例如贴片)，其刺激线性极化微波。

微波天线的辐射图案可以包括辐射的主瓣，其中天线被定位成使得辐射的主瓣指向介电波导，使得微波可以耦合到介电波导中。微波天线的辐射图案也可以称为远场或天线图案。

在根据本发明的微波传输组件中，微波连接器组件，特别是套管插座相对于微波发射器定位，以便允许将发射的微波发射器的微波辐射耦合到介电波导中。

微波传输组件可以进一步改进，在于波导插座被紧固到电路板的平坦侧面。因此，波导插座不会在电路板的厚度上延伸到电路板的相对侧，其又可以靠近另外的电气或机械部件定位。

在该实施例中，介电波导在基本平行于电路板的表面的方向上朝向电路板引导。

在本发明的微波传输组件的另一实施例中，波导插座位于电路板的覆盖区内。该实施例具有以下优点：电路板的边缘可以包括与微波发射器不同的部件，并且可以例如接收在与电路板的尺寸基本相同的安装空间内。

在本发明微波传输组件的另一实施例中，介电波导相对于电路板的平坦侧面垂直倾斜取向。因此，接收具有介电波导的波导套管的套管插座位于电路板的占覆盖区内，使得微波传输组件的尺寸不会在电路板的平面内增加。

在该实施例中，微波发射器及其天线取向成使得微波辐射的主瓣在倾斜或垂直于电路板的方向上发射。因此，套管插孔和接收在该套管插孔内的波导套管基本上沿着与所发射的微波辐射的主瓣相同的方向取向。

介电波导相对于电路板的倾斜允许将套管插座定位在电路板的覆盖区内，并且另外允许将介电波导引开到电路板的一侧而不增加电路板的覆盖区的尺寸。

此外，微波辐射可以通过套管插座中的开口传递到套管插孔。其表面基本上平行于电路板取向的波导端通过波导套管定位在套管插孔内，使得极化的微波辐射可以耦合到介电波导中，该介电波导通过波导套管位于预定角度位置。

在本发明的微波传输组件的另一实施例中，波导的波导端延伸出波导插座。从波导插座伸出的波导的部分可以称为过端，其中所述过端通过波导套管定位。

在该实施例中，微波发射器及其天线取向成使得微波辐射的主瓣发射到也倾斜于电路板的方向。

微波发射器可以直接位于套管插座处，使得以倾斜方式发射的微波辐射直接发射到套管插座中，其中天线可以位于波导套管连接端附近和/或波导的波导端附近。波导的波导端尤其可以与波导套管的连接端重合。

在另一个实施例中，介电波导的一部分可以延伸出套管插座，并且可以通过以倾斜的方式附连到套管插座的波导套管朝向电路板引导。在介电波导的前端附近，可以定位微波发射器的天线。

如果将介电波导和电路板之间的倾斜角度选择为尖角(例如，角度低于30°)，则可以沿基本平行于电路板的平面切割介电波导的包层，以便允许定位斜坡或倒角的介电波导更靠近电路板。

附图说明

在下文中，将参考附图通过使用若干实施例的示例更详细地描述本发明。这些实施例仅表示可能的构造，其中如上所述的各个特征可以彼此独立地实现和省略。在实施例的描述中，相同技术特征和具有相同技术效果的技术特征提供有相同的附图标记。

在图中：

图1示出了包括介电波导和波导套管的波导组件的第一实施例；

图2示出了本发明的波导组件的第二实施例；

图3以透视分解图示出了本发明的微波连接器组件的第一实施例；

图4以侧视图示出了图3的微波连接器组件；

图5示出了本发明的微波传输组件的第一实施例；

图6示出了本发明的微波传输组件的第二实施例；和

图7示出了本发明的微波传输组件的第三实施例。

具体实施方式

图1示出了波导组件1，其包括插入波导套管5中的介电波导3。波导套管5包括波导套管基部7，其根据波导外形(例如，圆柱体9)实施为中空形状并且其沿着纵向方向11延伸。

波导套管5具有沿纵向方向11接收介电波导3的接收端13。在接收端13的远端，波导套管5具有连接端15。介电波导3的波导端17、相应地端面19在图1所示的波导组件1的实施例中延伸到波导套管5的连接端15。

在介电波导3的端面19处，介电波导3的结构是可见的。矩形的波导芯21被包层23包围，包层23基本上具有圆形外形，但是在本发明的不同实施例中，该形状也可以变化(例如方形等)。

波导套管基部7具有内自由直径25，并且介电波导3具有外直径27。在具有不同形状(例如正方形或矩形)的实施例的情况下，波导套管基部7和介电波导3的尺寸由一个或多个笔直的长度例如宽度和高度给出。在图1中，内自由直径25和外部直径27用一个双头箭头表示，其中内自由直径25可以实施为略小于外直径27，使得介电波导3通过摩擦配合29保持在波导套管5内。介电波导3和波导套管5之间的不同连接器件在本领域中是已知的并且未在图中示出。

波导套管5还包括三个锁定构件31，其实施为套环33，该套环33从波导套管基部7沿径向方向35延伸并且至少部分地围绕波导套管基部7沿圆周方向37延伸。

图1中所示的锁定构件31并不完全围绕波导套管基部7延伸，而是包括互补的编码构件38，其实施为编码凹槽39。编码凹槽39进一步实施为扁平部分41。为了可视性，仅一个实施为扁平部分的编码凹槽39在图1中被提供了附图标记。

要注意到，图1中所示的径向方向35仅是从波导套管5的中心43朝向波导套管基部7延伸的多个可能的径向方向35的一个代表。

因此，锁定构件31的扁平部分41在与径向方向35相反的方向上变平。

图1和图2中所示的实施例具有带有一个单个编码凹槽的光纤套管5，其中在不同的实施例中，可以提供第二编码凹槽，其位于波导套管基部7的径向相对侧。

图2示出了本发明的波导组件1的第二实施例，其中图2的实施例另外包括另一个编码构件45，该编码构件45在图2所示的实施例中被实施为翅片47。

图2的另一编码构件45位于第二编码凹槽39b内并位于第三编码凹槽39c内，但在与纵向方向11相反的方向上与第一编码凹槽39a间隔开一距离。

在矩形49中，示出了沿圆柱形波导套管5即在与纵向方向11相反的方向上的突起51。突起51示出了介电波导3的端面19、波导套管基部7和锁定构件31，其中在突起51中仅可见第一锁定构件31a，其中第二锁定构件31b和第三锁定构件31c被第一锁定构件31a盖住。

类似地，第一、第二和第三编码凹槽39a，39b，39c布置在彼此后面，使得另一编码构件45位于突起51中的所有编码凹槽39a-39c内。

图3示出了本发明的微波连接器组件55的第一实施例，其包括两个波导组件1和套管插座53。

套管插座53包括内部构件57和外部构件59，其中内部构件57可以插入外部构件59中。

图3中所示的微波连接器组件55的实施例包括两个套管插座61，波导组件1的波导套管5可以分别插入其中。

波导组件1和套管插座53沿波导轴线63线性布置。波导组件1布置在套管插座53的相对侧65a和65b上并且以它们各自的端面19彼此面对。

图3中所示的波导套管5根据本发明的波导套管的第二实施例实施，并且不同于图1和2中所示的波导套管在于，它们仅包括第一锁定构件31a和第二锁定构件31b，第二锁定构件31b沿平行于波导轴线63的方向具有比相应的第一锁定构件31a更大的尺寸。

此外，图3的波导套管5每个包括四个编码凹槽39，其中两个位于相应的波导套管5的每个下方。总的来说，在图3的视图中隐藏了四个编码凹槽39。

在套管插孔61内接收波导套管5对于两个所示的波导套管5是类似的，因此以下描述涉及第一连接区域67，其原理可以转用到第二连接区域68。

在套管插孔61内，编码构件69是可见的，其在套管插孔61内延伸。在套管插孔61的相对侧上，第二编码构件69沿与图3中可见的第一编码构件69相反的方向延伸到套管插孔61中。

如果第一连接区域67的波导组件1插入内部构件57中，则基本上存在波导套管5相对于套管插孔61的两个预定角度位置，其中套管插孔61的编码构件69被接收在波导套管5的编码凹槽39内。

预定角度位置71在图3的矩形49中示出。为了区分第一预定角度位置71a和第二预定角度位置71b，仅为了说明而在锁定构件31处设置指示标记73。

如果波导套管5位于任意角度位置75，则套管插孔61的编码构件69在试图将波导套管5插入套管插孔61期间邻接第一锁定构件31a。在波导套管5的这种任意角度位置35，在波导套管5和套管插座53之间的进一步插入和锁定是不可能的。

现在参考图4，其示出了图3的微波连接器组件55的侧视图，弹性臂77实施在内部构件57处以及外部构件59处，其中每个弹性臂77包括反锁定构件79，其在矩形49中示出，用于部分绘制和隔离的弹性臂77。

在将波导套管5接收到套管插孔61内时，弹性臂77使锁定构件31与斜坡81邻接，并使弹性臂77沿径向方向35远离波导套管5偏斜。锁定构件31沿着斜坡81滑动直到到达最终位置(图4中未示出，参见图6和7)，其中在最终位置(未示出)，反锁定构件79锁定在锁定构件31后面。在最终位置，弹性臂77松弛回到图4所示的状态。

锁定构件31和具有其反锁定构件79的弹性臂形成主锁83，主锁83防止无意地从套管插孔61移除波导套管5。

主锁83可以进一步由第二锁85支撑。第二锁85由图3中所示的保持器87形成。

保持器87是大致u形的部件89，其具有基部91和两个从基部91基本垂直地延伸的第二锁定构件93。第二锁定构件93每个包括弧形的邻接前部95，当保持器87在与径向方向35相反的方向上插入内部构件57或外部构件59中时，所述前部邻接波导套管基部7或邻近锁定构件31的介电波导3。

弧形邻接前部95还防止波导套管5和套管插孔61之间的相对运动，因为保持器87也邻接内部构件57或外部构件59。

图5示出了结合到微波传输组件98中的本发明微波连接器组件55的第二实施例，其中另外包括电路板97。

图5示出了形成套管插座53的一部分的外部构件59附连到电路板97的平坦侧99a和附连部分101。套管插座53在电路板97的边缘103上延伸。

图5中所示的内部构件57对应于图3和4中的内部构件57，其中外部构件59在图5中不同地实施。

图6示出了本发明的微波传输组件98的另一实施例，其中图6所示实施例的介电波导3基本上垂直于电路板97取向。

在图6中，介电波导3插入到波导套管5(未示出)中，波导套管5接收在套管插座53的套管插孔61中。因此，介电波导3的端面19(未示出)基本上平行于电路板97取向。

图6所示的实施例具有以下优点：套管插座53以及介电波导3远离电路板97延伸并且位于电路板97的覆盖区105内。覆盖区105应理解为由电路板97覆盖的区域。

图5和6的本发明的电气组件98的实施例包括微波发射器107，其然而在图5和图6中是不可见的。

在图7所示的本发明的微波传输组件98的实施例中，微波发射器107是可见的。

微波发射器107由长方体示出，并且包括天线109，天线109也仅由长方体示意性地表示。天线109可以以不同方式实施，并且可以例如是端射天线(例如vivaldi天线111)或宽边辐射天线(例如贴片)。

在矩形49中，示出了电路板97的侧视图、微波发射器107和天线109以及介电波导3。图7中所示的介电波导称为过端113。

从天线109，微波辐射115向过端113的端面19发射并耦合到波导芯21。发射方向117基本上平行于过端113的取向。微波辐射115具有特定的辐射图案110，取决于所使用的天线109。辐射图案110未在图中示出。

为了允许将过端113组装成靠近电路板97，过端113的包层23被部分切割以形成倒角119，倒角119邻接电路板97。

在图7所示的本发明的微波传输组件98的实施例中，套管插座53完全位于覆盖区105内和电路板97的平坦侧99a上。接收在套管插座53内的介电波导3延伸通过波导套管5，其允许提供波导套管5相对于套管插座53的预定角位置。矩形49a示意性地示出了图7的介电波导3、波导套管5和过端113，而没有套管插座53。

虚线表示介电波导3延伸穿过波导套管5，特别是超过连接端15。

附图标记

1波导组件

3介电波导

5波导套管

7波导套管基部

9空心圆柱体

11纵向方向

13接收端

15连接端

17波导端

19端面

21波导芯

23包层

25内自由直径

27外直径

29摩擦配合

31锁定构件

31a第一锁定构件

31b第二锁定构件

31c第三锁定构件

33套环

35径向方向

37圆周方向

38互补编码构件

39编码凹槽

39a第一编码凹槽

39b第二编码凹槽

39c第三编码凹槽

41扁平部分

43中心

45另一编码构件

47翅片

49矩形

49a矩形

51突起

53套管插座

55微波连接器组件

57内部构件

59外部构件

61套管插孔

63波导轴线

65a，65b相对侧

67第一连接区域

68第二连接区域

69编码构件

71预定角度位置

71a第一预定角度位置

71b第二预定角度位置

73指示标记

75任意角度位置

77弹性臂

79反锁定构件

81斜坡

83主锁

85第二锁

87保持器

89u形部分

91基部

93第二锁定构件

95弧形邻接前部

97电路板

98微波传输组件

99a扁平侧

99b第二面

101附连部分

103边缘

105覆盖区

107微波发射器

109天线

110辐射图案

111vivaldi天线

113过端

115微波辐射

117发射方向

119倒角