МИНИАТЮРНЫЙ КОАКСИАЛЬНЫЙ СВЧ СОЕДИНИТЕЛЬ ЕГОРОВА Российский патент 2010 года по МПК H01P1/04 H01R13/646 

Изобретение относится к СВЧ технике, а именно к миниатюрным коаксиальным СВЧ соединителям, и может быть использовано для соединения коаксиальных радиочастотных трактов, приборов и модулей радиоэлектронной аппаратуры, в частности для разъемного соединения коаксиального СВЧ ввода и коаксиального СВЧ кабеля, расположенных перпендикулярно друг другу.

Известен миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель (выбранный в качестве прототипа предлагаемого изобретения), предназначенный для разъемного соединения перпендикулярно расположенных коаксиального СВЧ ввода и коаксиального СВЧ кабеля [1]. Конструкция известного СВЧ соединителя вместе с подсоединенными к нему коаксиальным СВЧ вводом и коаксиальным СВЧ кабелем показана на фиг.1. СВЧ соединитель содержит выполненный в виде стержня внутренний проводник 1 и коаксиально окружающий его внешний проводник 2, выполненный для удобства сборки в виде двух последовательно соединенных металлических втулок. Между внутренним 1 и внешним 2 проводниками СВЧ соединителя размещены две последовательно расположенные вдоль оси внутреннего проводника опорные диэлектрические втулки 3.

Внешний проводник 2 СВЧ соединителя открыт со стороны первого торца и снабжен торцевой крышкой 4 со стороны второго торца. Первый торец внутреннего проводника расположен в одной плоскости с первым торцом внешнего проводника, а второй торец внутреннего проводника 1 обращен к торцевой крышке 4 внешнего проводника 2 и отделен от нее зазором 5.

Во внутреннем проводнике 1 СВЧ соединителя со стороны второго торца выполнен паз 6 для подсоединения к нему с помощью пайки центрального проводника 7 коаксиального СВЧ кабеля, установленного перпендикулярно проводникам СВЧ соединителя, при этом паз расположен параллельно СВЧ кабелю, и глубина паза должна быть не менее диаметра центрального проводника 7 СВЧ кабеля. Для ввода центрального проводника 7 СВЧ кабеля внутрь СВЧ соединителя в цилиндрической стенке внешнего проводника 2 СВЧ соединителя выполнено сквозное отверстие 8, предназначенное также для ввода в него концевого участка внешнего проводника 9 СВЧ кабеля, который затем подсоединяют с помощью пайки к внешнему проводнику 2 СВЧ соединителя.

Участок внутреннего проводника 1, расположенный со стороны первого торца, содержит четыре тонкие ламели 10, которые расположены параллельно оси внутреннего проводника 1 СВЧ соединителя и образуют гнездовую часть разъемного контакта. В рабочем состоянии ламели 10 подпружинены для обеспечения контактирования с ответной (штыревой) частью разъемного контакта, выполненной в виде штыря 11, являющегося центральным проводником СВЧ ввода. Для предохранения штыря 11 от возможного торцевого контактирования с гнездовой частью разъемного контакта, приводящего к быстрому износу и поломке штыря, во внутреннем проводнике 1 СВЧ соединителя выполнено глухое осевое отверстие, коническая часть 12 которого должна быть расположена на некотором расстоянии от оснований ламелей 10. Однако коническая часть 12 отверстия не должна доходить до дна паза 6 во внутреннем проводнике 1, так как после размещения в пазе 6 центрального проводника 7 СВЧ кабеля он будет ограничивать продвижение штыря 11 вдоль оси внутреннего проводника 1 СВЧ соединителя и может привести к поломке штыря 11 и снижению надежности СВЧ соединителя.

Расположенный со стороны открытого торца первый концевой участок 13 внешнего проводника 2 СВЧ соединителя является одной из сочленяемых частей коаксиального СВЧ разъема типа защелки, предназначенного для соединения внешнего проводника 2 СВЧ соединителя и внешнего проводника 14 СВЧ ввода, вмонтированного в корпус 15 СВЧ модуля (внешний 14 и центральный 11 проводники СВЧ ввода отделены друг от друга диэлектрической шайбой 16). При этом вторая из сочленяемых частей коаксиального СВЧ разъема типа защелки выполнена в виде втулки 17, образующей выступающую часть корпуса 15 СВЧ модуля. Для конструктивного осуществления такого типа разъема его сочленяемые части (13, 17) должны иметь значительную длину, что приводит к увеличению продольных размеров СВЧ соединителя.

В СВЧ соединителе первый концевой участок внешнего проводника полностью окружает первый концевой участок внутреннего проводника (участок с ламелями 10), образующий гнездовую часть разъемного контакта, а опорные диэлектрические втулки 3 охватывают промежуточный участок внутреннего проводника, расположенный между участком с ламелями 10 и пазом 6, образующим второй концевой участок внутреннего проводника 1 СВЧ соединителя. В такой конструкции СВЧ соединителя промежуточный участок внутреннего проводника 1 имеет большую длину, что приводит к дополнительному увеличению продольных размеров коаксиального СВЧ соединителя. Даже если несколько уменьшить длину промежуточного участка внутреннего проводника 1 СВЧ соединителя, например за счет смещения диэлектрических втулок 3 в сторону открытого первого торца внешнего проводника 2, то и в этом случае невозможно существенно сократить длину внутреннего проводника 1 СВЧ соединителя по следующей причине. При уменьшении длины внутреннего проводника 1 СВЧ кабель может быть приближен к втулке 17 (выступающей над плоскостью корпуса 15 СВЧ модуля) коаксиального СВЧ разъема вплоть до касания с торцом втулки 17, что соответствует сокращению продольного размера СВЧ соединителя на величину не более 1 мм. Дальнейшее уменьшение продольного размера СВЧ соединителя при таком конструктивном выполнении невозможно.

Кроме того, при использовании коаксиального СВЧ разъема типа защелки (на базе разрезной цанги) для соединения внешних проводников (2, 14) СВЧ соединителя и СВЧ ввода невозможно обеспечить надежный электрический контакт и радиогерметичность в местах соприкосновения сочленяемых частей (13, 17) СВЧ разъема.

Задачей предлагаемого изобретения является создание компактной, надежной и радиогерметичной конструкции миниатюрного коаксиального СВЧ соединителя, предназначенного для разъемного соединения перпендикулярно расположенных миниатюрного СВЧ ввода (с диаметрами центрального проводника-штыря: 0,5 мм, 0,3 мм) и миниатюрного СВЧ кабеля, выполненного на основе коаксиальной линии передачи (с сечениями, в мм: 3,5/1,5; 2,92/1,27; 2,4/1,04; 1,85/0,83).

Техническим результатом изобретения является уменьшение продольных размеров миниатюрного коаксиального СВЧ соединителя, повышение его надежности и радиогерметичности в области сочленения внешних проводников СВЧ соединителя и СВЧ ввода, вмонтированного в корпус СВЧ модуля.

В изобретении предлагается миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель, в частности для соединения перпендикулярно расположенных коаксиальных СВЧ ввода и СВЧ кабеля, содержащий внутренний проводник, коаксиально окружающий его полый внешний проводник и одну или несколько расположенных последовательно вдоль продольной оси СВЧ соединителя диэлектрических втулок, размещенных между внутренним и внешним проводниками, внешний проводник открыт со стороны первого торца и снабжен торцевой крышкой со стороны второго торца, первый торец внутреннего проводника расположен в одной плоскости с первым торцом внешнего проводника, а второй торец внутреннего проводника отделен зазором от торцевой крышки внешнего проводника, внутренний проводник содержит расположенный со стороны первого торца участок с ламелями, расположенными параллельно продольной оси СВЧ соединителя и образующими гнездовую часть разъемного контакта, во внешнем проводнике выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси СВЧ соединителя, при этом внешний проводник СВЧ соединителя выполнен в виде цельнометаллического фланца, в сквозном продольном канале которого размещены внутренний проводник СВЧ соединителя и опорные диэлектрические втулки, внутренний проводник СВЧ соединителя выполнен в виде полого цилиндра, имеющего постоянные внешний и внутренний диаметры по всей длине внутреннего проводника, включая участок с ламелями, при этом опорные диэлектрические втулки охватывают участок внутреннего проводника с ламелями, основание опорной диэлектрической втулки, размещенной со стороны открытого торца внешнего проводника, расположено в плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников, с противоположной стороны внутренний проводник выступает над опорными диэлектрическими втулками, при этом общая высота опорных диэлектрических втулок, расстояние от оси отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников, длина внутреннего проводника и внутренний диаметр внутреннего проводника СВЧ соединителя определяются из условий

Н_{общ ДВ}≥L_лам +Δ L_техн,

Н_отв=Н_{общ ДВ}+0,5D _{СВЧ каб},

L_{вн пр} ≥Н_{общ ДВ}+1,5D_{СВЧ каб},

d_{вн пр}=D_{СВЧ ввод},

где Н_{общ ДВ} - общая высота опорных диэлектрических втулок, Н_{общ ДВ}=ΣHi_ДВ,

Нi_ДВ - высота i-ой опорной диэлектрической втулки,

i - порядковый номер опорной диэлектрической втулки, i=1, 2,…N,

n - количество опорных диэлектрических втулок, n≥1,

L_лам - длина ламелей внутреннего проводника,

Δ L_техн - технологический припуск, причем Δ L_тexн=0,2-0,5 мм,

Н_отв - расстояние от оси отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников СВЧ соединителя,

D _{СВЧ каб} - диаметр центрального проводника СВЧ кабеля,

L_{вн пр} - длина внутреннего проводника СВЧ соединителя,

d_{вн пр} - внутренний диаметр внутреннего проводника СВЧ соединителя,

D_{СВЧ ввод} - диаметр штыря СВЧ ввода.

В предлагаемом миниатюрном коаксиальном СВЧ соединителе цельнометаллический фланец имеет форму прямоугольной призмы или цилиндра.

В предлагаемом миниатюрном коаксиальном СВЧ соединителе в периферийной части цельнометаллического фланца выполнены крепежные отверстия.

В предлагаемом миниатюрном коаксиальном СВЧ соединителе сквозной продольный канал в цельнометаллическом фланце выполнен ступенчатым вдоль его оси.

В предлагаемом миниатюрном коаксиальном СВЧ соединителе торцевая крышка внешнего проводника имеет плоскую или куполообразную форму.

Выполнение внешнего проводника СВЧ соединителя в виде цельнометаллического фланца позволяет заменить протяженный по длине и обладающий недостаточной радиогерметичностью коаксиальный разъем типа защелки на более компактное и прочное фланцевое соединение внешних проводников СВЧ соединителя и СВЧ ввода. При этом, как правило, внешний проводник СВЧ ввода вмонтирован в корпус СВЧ модуля. Фланцевое сочленение обеспечивает надежное электрическое соединение по плоским поверхностям сочленяемых элементов и хорошую экранировку электромагнитного излучения в области их контактирования, то есть обеспечивает повышенную радиогерметичность. Фланцевое сочленение дает возможность сократить продольные размеры внешних и внутренних проводников СВЧ соединителя. Крепление фланца СВЧ соединителя с корпусом СВЧ модуля осуществляется, например, винтами через крепежные отверстия в периферийной части фланца, что не требует дополнительного увеличения продольного размера СВЧ соединителя и позволяет разместить СВЧ кабель во фланце между крепежными отверстиями.

В отличие от прототипа в предлагаемом изобретении опорные диэлектрические втулки размещены у первых торцов внешнего и внутреннего проводников СВЧ соединителя и охватывают концевой участок внутреннего проводника с ламелями, при этом длина участка внутреннего проводника без ламелей может быть значительно сокращена. Обращенный в сторону торцевой крышки СВЧ соединителя конец внутреннего проводника должен выступать над поверхностью опорных шайб для обеспечения простого, конструктивно удобного и надежного соединения с центральным проводником СВЧ кабеля. Центральный проводник СВЧ кабеля вводится внутрь СВЧ соединителя через отверстие во внешнем проводнике, которое служит также для введения в него внешнего проводника СВЧ кабеля и последующего соединения их (например, с помощью пайки). Отверстие во внешнем проводнике СВЧ соединителя (ось отверстия перпендикулярна продольной оси СВЧ соединителя) выполняют на определенном расстоянии от диэлектрических втулок, обеспечивающем размещение центрального роводника СВЧ кабеля на торцевой поверхности ближайшей к нему порной диэлектрической втулки. При этом расстояние от оси сквозного отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников Н_отв определяется из условия: Н_отв=Н_{общ ДВ}+0,5 D _{СВЧ каб,} где Н_{общ ДВ} - общая высота опорных диэлектрических втулок, D_{СВЧ каб} - диаметр центрального проводника СВЧ кабеля. Свободный конец центрального проводника СВЧ кабеля изгибают в виде незамкнутого кольца, которое надевают на выступающий над опорными диэлектрическими втулками конец внутреннего проводники СВЧ соединителя и соединяют их (например, с помощью пайки). Для обеспечения надежного соприкосновения этих соединяемых элементов при сборке и пайке длина выступающего над втулками участка внутреннего проводника должна быть не менее полутора диаметров центрального проводника СВЧ кабеля. Если выступающая над диэлектрическими втулками часть внутреннего проводника будет меньше полутора диаметров центрального проводника СВЧ кабеля, то при пайке незамкнутого кольца центрального проводника СВЧ кабеля возможно неконтролируемое затекание припоя в отверстие внутреннего проводника СВЧ соединителя через его открытый конец. Поэтому полная длина внутреннего проводника СВЧ соединителя L_{вн пр} определяется из условия:

L_{вн пр} ≥Н_{общ ДВ}+l,5 D_{СВЧ каб.}

Длина ламелей внутреннего проводника СВЧ соединителя определяется расчетным путем. Длина ламелей зависит: во-первых, от внешнего диаметра внутреннего проводника СВЧ соединителя, который, в свою очередь, определяется сечениями коаксиальных линий (3,5/1,5; 2,92/1,27; 2,4/1,04; 1,85/0,83 мм); во-вторых, от диаметра штыря СВЧ ввода (0,5; 0,3 мм), в третьих, от упругих свойств материала ламелей, а также от величины максимально допустимого радиального отклонения ламели при переходе ее из сжатого состояния (без штыря) в рабочее состояние (с введенным штырем). Расчеты показали, что для коаксиальных линий с диаметрами центральных проводников 1,5; 1,27; 1,04; 0,83 уровень относительного удлинения ламелей, равного их максимальной деформации, должен быть не более 1×10^-4-5×10^-4 относительных единиц. В этом случае длина ламелей (при максимально допустимом радиальном отклонении ламели, равном 0,03 мм) составляет 2,1-1,0 мм, при этом для промежуточного сечения (из указанного диапазона перечисленных сечений) коаксиальной линии средняя длина ламелей соответствуем 1,55 мм.

В предлагаемом изобретении общая высота опорных диэлектрических втулок Н_{общ ДВ} должна быть больше выбранной (на основании расчета) длины ламелей L_лам внутреннего проводника на величину не менее технологического припуска Δ L_тexн, гарантирующего отсутствие затекания припоя в пазы между ламелями и в полость внутреннего проводника СВЧ соединителя при пайке незамкнутого кольца центрального проводника СВЧ кабеля с внутренним проводником СВЧ соединителя. В противном случае затекший припой может привести к неконтролируемому нарушению пружинящих свойств и разрушению ламелей, а также может осложнить продвижение штыря СВЧ ввода во внутреннем проводнике СВЧ соединителя. Опытным путем установлено, что в зависимости от условий пайки, вида припоя, качества и вида металлического гальванического покрытия ламелей и т.п. технологический припуск Δ L_техн должен быть порядка 0,2-0,5 мм. Таким образом, общая высота опорных диэлектрических втулок Н_{общ ДВ} определяется из условия: Н_{общ ДВ}≥L_лам+Δ L_тexн, причем Н_{общ ДВ}=ΣH i _ДВ, i=1, 2,…, n, где Н i _ДВ - высота i-ой опорной диэлектрической втулки, i - порядковый номер опорной диэлектрической втулки, n - количество опорных диэлектрических втулок, n≥1.

В предлагаемом изобретении внутренний проводник СВЧ соединителя выполнен в виде полого цилиндра. Внутренний и внешний диаметры внутреннего проводника на участке с ламелями равны соответственно внутреннему и внешнему диаметрам внутреннего проводника на участке без ламелей (при этом внутренний диаметр внутреннего проводника d_{вн пр} равен диаметру штыря СВЧ ввода D_{СВЧ ввод}), что обеспечивает простоту изготовления гнездовой части разъемного контакта между СВЧ соединителем и СВЧ вводом.

Выполнение внутреннего проводника полым позволяет вводить в него штырь СВЧ ввода на любую требуемую длину. В отличие от прототипа, в предлагаемой конструкции невозможен торцевой контакт штыря с внутренним проводником, поэтому штырь может беспрепятственно выйти и за пределы второго торца внутреннего проводника (в этом случае для сохранения электрических параметров СВЧ соединителя торцевую крышку внешнего проводника СВЧ соединителя можно выполнить в виде купола). При соединении внутреннего проводника СВЧ соединителя с центральным проводником СВЧ кабеля последний также не будет препятствовать продвижению штыря во внутреннем проводнике, так как в предлагаемом изобретении предусмотрено расположение конца центрального проводника СВЧ кабеля вокруг выступающего над шайбами конца внутреннего проводника, то есть с внешней стороны внутреннего проводника СВЧ соединителя. В предлагаемом СВЧ соединителе даже при значительном уменьшении длины внутреннего проводника исключена возможность торцевых контактов штыря СВЧ ввода с элементами СВЧ соединителя, что позволяет предотвратить поломки штыря и повысить надежность СВЧ соединителя.

Для установки фланца СВЧ соединителя в корпус СВЧ модуля с вмонтированным СВЧ вводом в корпусе СВЧ модуля выполняется выборка, форма и поперечные (присоединительные) размеры которой соответствуют форме и поперечным размерам фланца СВЧ соединителя, причем продольные оси выборки, фланца СВЧ соединителя и его внутреннего проводника совпадают. Глубина выборки должна быть больше участка штыря СВЧ ввода, выступающего над плоскостью дна выборки, что обеспечивает при установке фланца СВЧ соединителя в корпус СВЧ модуля предварительную центровку оси фланца СВЧ соединителя относительно оси выборки (при вхождении в выборку начального участка фланца), а затем центровку штыря СВЧ ввода относительно внутреннего проводника СВЧ соединителя (при вхождении штыря в гнездовую часть внутреннего проводника СВЧ соединителя). Это гарантирует автоматическую центровку штыря СВЧ ввода относительно оси внутреннего проводника СВЧ соединителя, а также предотвращает нежелательные деформации штыря и ламелей при их сочленении.

В предлагаемом изобретении выполнение внешнего проводника СВЧ соединителя в виде цельнометаллического фланца и внутреннего проводника в виде полого цилиндра, размещение опорных диэлектрических втулок вблизи открытого торца внешнего проводника, обеспечение конструктивными средствами и заданными размерами возможности размещения центрального проводника СВЧ кабеля с внешней стороны внутреннего проводника СВЧ соединителя позволяют сократить длину внутреннего проводника на величину, примерно равную длине промежуточного участка внутреннего проводника конструкции - прототипа, в результате чего продольные размеры коаксиального СВЧ соединителя могут быть снижены до величины 2,5-3,0 мм по сравнению с 6,5 мм СВЧ соединителя-прототипа. При этом обеспечивается простота, прочность, надежность и радиогерметичность в области сочленения СВЧ соединителя с СВЧ вводом, вмонтированным в корпус СВЧ модуля, при сохранении прочности и надежности в области сочленения СВЧ соединителя с СВЧ кабелем.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан известный миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель с подсоединенными к нему коаксиальным СВЧ вводом и коаксиальным СВЧ кабелем.

На фиг.2а и 2б показаны две проекции предлагаемого миниатюрного коаксиального СВЧ соединителя.

На фиг.3а и 3б показаны две проекции предлагаемого миниатюрного коаксиального СВЧ соединителя с подсоединенными к нему коаксиальным СВЧ вводом и коаксиальным СВЧ кабелем

Предлагаемый миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель, конструкция которого приведена на фиг.2а и 2б, содержит внешний проводник 2, выполненный в виде цельнометаллического фланца (например, в виде прямоугольной призмы или цилиндра), в центральной части которого выполнен сквозной продольный канал 18, который может быть выполнен ступенчатым вдоль оси для согласования волновых сопротивлений СВЧ кабеля и СВЧ ввода. В периферийной части фланца выполнены крепежные отверстия 19. В сквозном продольном канале 18 фланца соосно размещены внутренний проводник 1 (например, из бериллиевой бронзы) и окружающая его опорная диэлектрическая втулка 3 (например, из фторопласта). Внутренний проводник 1 выполнен в виде полого цилиндра и содержит участок с ламелями 10, образующими гнездовую часть разъемного контакта. Проводники 1, 2 жестко скреплены друг с другом через опорную диэлектрическую втулку 3 за счет тугой посадки соприкасающихся элементов или за счет отбортовки одного из этих элементов. Сквозной продольный канал 18 цельнометаллического фланца перекрыт плоской торцевой крышкой 4 (на фиг.2б крышка не показана), которая соединена с фланцем, например с помощью пайки. При этом обращенный в сторону торцевой крышки 4 конец внутреннего проводника 1 выступает над опорной диэлектрической втулкой 3 и отделен от торцевой крышки 4 зазором 5, величину которого выбирают исходя из требуемых электрических параметров СВЧ соединителя. Во фланце выполнено отверстие 8 (ось отверстия расположена перпендикулярно продольной оси СВЧ соединителя), причем отверстие 8 расположено напротив выступающего над опорной диэлектрической втулкой 3 конца внутреннего проводника 1. С противоположной стороны СВЧ соединителя торец внутреннего проводника 1, торец внешнего проводника 2 (основание фланца СВЧ соединителя) и основание опорной диэлектрической втулки 3 расположены в одной плоскости.

На фиг.3а и 3б показан предлагаемый миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель с подсоединенными к нему коаксиальным СВЧ вводом и коаксиальным СВЧ кабелем (на фиг.3б торцевая крышка 4 не показана).

СВЧ кабель введен в отверстие 8 фланца (внешнего проводника 2), при этом внешний проводник 9 СВЧ кабеля закреплен, например с помощью пайки во фланце СВЧ соединителя. Введенный через отверстие 8 в сквозной продольный канал 18 фланца центральный проводник 7 СВЧ кабеля размещен на поверхности опорной диэлектрической втулки 3, при этом свернутый в незамкнутое кольцо свободный конец центрального проводника 7 окружает выступающий над опорной диэлектрической втулкой 3 конец внутреннего проводника 1 и скреплен с ним, например с помощью пайки.

СВЧ ввод, содержащий центральный проводник 11 (штырь), внешний проводник 14 и размещенную между ними диэлектрическую шайбу 16, установлен заподлицо в корпусе 15 СВЧ модуля (в области выборки 20 корпуса 15).

Фланец СВЧ соединителя установлен в выборке 20 корпуса 15 СВЧ модуля и скреплен с ним с помощью винтов 21, проходящих через крепежные отверстия 19 во фланце СВЧ соединителя. Фланец соприкасается всей торцевой поверхностью с корпусом 15 СВЧ модуля. При этом центральный проводник 11 (штырь) СВЧ ввода введен во внутренний проводник 1 СВЧ соединителя и контактирует с подпружиненными ламелями 10.

Предлагаемый миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель работает следующим образом.

После сборки СВЧ соединителя с СВЧ кабелем и СВЧ вводом, впаянным в корпус СВЧ модуля, собранный узел подключают к установке для измерения КСВН и прямых потерь. СВЧ сигнал от генератора качающейся частоты поступает по СВЧ кабелю на СВЧ соединитель, при этом введенный в полость внешнего проводника 2 отрезок центрального проводника СВЧ кабеля и внутренний проводник 1 СВЧ соединителя образуют вместе с внешним проводником 2 участок нерегулярной коаксиальной линии передачи. Сечение этой линии (величины диаметров внутреннего и внешнего проводников СВЧ соединителя) подбирается расчетно-экспериментальным путем таким образом, чтобы в определенном диапазоне частот уровень КСВН был не больше заданного значения. Изменяя внутренний диаметр внешнего проводника 2 (диаметр сквозного продольного канала 18), а также величину зазора 5 между вторым торцом внутреннего проводника 1 и торцевой крышкой 4, возможно добиться снижения уровня КСВН до заданного значения. СВЧ сигнал, пройдя участок нерегулярной коаксиальной линии с воздушным заполнением, поступает на участок нерегулярной коаксиальной линии с диэлектрическим заполнением (в области опорной диэлектрической втулки 3), выполненный на базе коаксиальной линии пониженного волнового сопротивления (Z₀=30-35 Ом), величина которого также определяется сначала расчетным путем, а затем корректируется на основе экспериментальных данных. После прохождения обоих участков нерегулярной коаксиальной линии СВЧ сигнал поступает на участок регулярной 50-омной коаксиальной линии СВЧ ввода (расположенный за плоскостью первых торцов проводников СВЧ соединителя) и далее на вход установки для измерения КСВН и прямых потерь. Измерения показали, что уровень КСВН предлагаемого СВЧ соединителя, выполненного на основе коаксиальной линии сечением 3,0/1,0 (с диэлектрическим заполнением), не выше 1,15-1,20 в диапазоне частот до 20 ГГц.

Источники информации

1. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель типа SMP. Каталог «RF Coaxial Products)) фирмы «Rosenberger», 2008 г.

Изобретение относится к миниатюрным коаксиальным СВЧ соединителям, в частности для разъемного соединения коаксиального СВЧ ввода и коаксиального СВЧ кабеля, расположенных перпендикулярно друг другу. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель содержит внутренний и внешний проводники и размещенные между ними опорные диэлектрические втулки. Внутренний проводник выполнен в виде полого цилиндра и содержит расположенный со стороны первого торца участок с ламелями, который окружен опорными диэлектрическими втулками. Внешний проводник выполнен в виде цельнометаллического фланца со сквозным продольным каналом для размещения в нем внутреннего проводника и опорных диэлектрических втулок. Со стороны второго торца внешний проводник снабжен крышкой. Обращенный к крышке конец внутреннего проводника выступает над опорными диэлектрическими втулками. Напротив выступающего конца внутреннего проводника и перпендикулярно ему во внешнем проводнике выполнено отверстие для подсоединения СВЧ кабеля. Общая высота опорных диэлектрических втулок, расстояние от оси отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников, длина и внутренний диаметр внутреннего проводника СВЧ соединителя определяются из заданных условий. Технический результат - уменьшение продольных размеров СВЧ соединителя, повышение его надежности и радиогерметичности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель, в частности для соединения перпендикулярно расположенных коаксиальных СВЧ ввода и СВЧ кабеля, содержащий внутренний проводник, коаксиально окружающий его полый внешний проводник и одну или несколько расположенных последовательно вдоль продольной оси СВЧ соединителя диэлектрических втулок, размещенных между внутренним и внешним проводниками, внешний проводник открыт со стороны первого торца и снабжен торцевой крышкой со стороны второго торца, первый торец внутреннего проводника расположен в одной плоскости с первым торцом внешнего проводника, а второй торец внутреннего проводника отделен зазором от торцевой крышки внешнего проводника, внутренний проводник содержит расположенный со стороны первого торца участок с ламелями, расположенными параллельно продольной оси СВЧ соединителя и образующими гнездовую часть разъемного контакта, во внешнем проводнике выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси СВЧ соединителя, отличающийся тем, что внешний проводник СВЧ соединителя выполнен в виде цельнометаллического фланца, в сквозном продольном канале которого размещены внутренний проводник СВЧ соединителя и опорные диэлектрические втулки, внутренний проводник СВЧ соединителя выполнен в виде полого цилиндра, имеющего постоянные внешний и внутренний диаметры по всей длине внутреннего проводника, включая участок с ламелями, при этом опорные диэлектрические втулки охватывают участок внутреннего проводника с ламелями, основание опорной диэлектрической втулки, размещенной со стороны открытого торца внешнего проводника, расположено в плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников, с противоположной стороны внутренний проводник выступает над опорными диэлектрическими втулками, при этом общая высота опорных диэлектрических втулок, расстояние от оси отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников, длина внутреннего проводника и внутренний диаметр внутреннего проводника СВЧ соединителя определяются из условий
Н_{общ дв}≥L_лам+ΔL_техн,
Н_отв=Н_{общ дв}+0,5D_{СВЧ каб},
L_{вн пр}≥Н_{общ дв}+1,5D_{СВЧ каб},
d_{вн пр}=D_{СВЧ ввод},
где Н_{общ дв} - общая высота опорных диэлектрических втулок, Н_{общ дв}=∑Н_iдв;
Н_iдв - высота i-ой опорной диэлектрической втулки;
i - порядковый номер опорной диэлектрической втулки, i=1, 2, … N;
n - количество опорных диэлектрических втулок, n≥1;
L_лам - длина ламелей внутреннего проводника;
ΔL_техн - технологический припуск, причем ΔL_техн=0,2-0,5 мм;
Н_отв - расстояние от оси отверстия во внешнем проводнике до плоскости первых торцов внутреннего и внешнего проводников СВЧ соединителя;
D_{СВЧ каб} - диаметр центрального проводника СВЧ кабеля;
L_{вн пр} - длина внутреннего проводника СВЧ соединителя;
d_{вн пр} - внутренний диаметр внутреннего проводника СВЧ соединителя;
D_{СВЧ ввод} - диаметр штыря СВЧ ввода.

2. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель по п.1, отличающийся тем, что цельнометаллический фланец имеет форму прямоугольной призмы или цилиндра.

3. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель по п.1, отличающийся тем, что в периферийной части цельнометаллического фланца выполнены крепежные отверстия.

4. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель по п.1, отличающийся тем, что сквозной продольный канал в цельнометаллическом фланце выполнен ступенчатым вдоль его оси.

5. Миниатюрный коаксиальный СВЧ соединитель по п.1, отличающийся тем, что торцевая крышка внешнего проводника имеет плоскую или куполообразную форму.