分米波法兰连接器的结构设计特点及方法

1、引言

分米波兰连接器是区别于螺纹式连接、卡口式连接和推拉式连接机构的具有法兰盘连接机构的射频同轴连接器。早在六十年代，美国电子工业协会(EIA)就制订了关于法兰连接器与半空气介质同轴电缆的RS-258(50Ω)系列标准。确定了其界面结构形式，通常称为EIA法兰连接器系列。到七十年代，国际电工委员会(IEC)制订了IEC339-1、IEC339-2通用硬同轴传输线及其法兰连接器总规范和详细规范，作为国际通用标准在全世界推广。其中不仅包括了EIA法兰连接器系列的全部界面结构，而且在此基础上扩展补充了新的界面结构内容。分米波法兰连接器是指主要用在分米波电视发射机、差转机的天馈系统，连接主馈电缆或分缆电缆(通常是半空气介质皱纹导体同轴电缆)的法兰连接器，该连接器也常应用在微波通讯的高频回路中。由于它的法兰盘结构与硬同轴传输线用法兰连接器的接口界面尺寸相同，因而亦可在分米波电视发射机、差转机的馈线系统中作为软硬馈线之间的转接。

根据分米波电视发射机、差转机整机及其天馈系统的要求，分米波法兰连接器必须具备功率容量大、电压驻波比低，与半空气介质皱纹导体同轴电缆连接可靠且具有充气密封结构等特点。不同功率等级的整机需要的法兰连接器规格也不同。这些连接器与整机的使用功率等级、配接馈线的规格等对应关系如表1。

表1

这些系列连接器在其结构设计上，如连接机构、界面、内导体系统、传输腔体、绝缘支撑、过渡设计、充气密封和电缆夹紧装置等结构均具有独自的特点，正是这些特点，奠定了其低电压驻波比的基础，满足了分米波电视发射机、差转机整机对连接器各项性能的要求。

2、界面和连接机构

分米波法兰连接器的界面和连接法兰盘的结构尺寸符合RS-258EIA标准和IEC339-2标准。其连接结构如图1。

1. 插孔2. 法兰盘3. 定位销4. 双向插针5. 绝缘支撑

图1、分米波法兰连接器的界面和连接机构

由图1可见，该连接结构是由一个双向内连接体和两个外导体法兰盘组成。它不分插头还是插座。连接时，两端为同一种法兰连接器，中间由一个双向内连接体把两端的插孔连接起来构成内导体系统。双向内连接体是一个两端为弹性插针中间装有一绝缘支撑的组件。如图1中4、5所示。一个法兰连接器插上双向内连接体(又称卡塞)可视为阳性插头，拔去即可视为阴性插孔连接器。这种结构既满足了连接方便可靠的要求，又达到较其它结构通用件多，整件零件少，节约材料降低生产成本的目的。

双向内连接体既起到对内导体系统连成一体的作用，同时也起到使两连接器的外导体连成一体保证其同轴的作用。法兰盘上设有定位销钉，安装时帮助迅速定位对接，又进一步保证两连接器内外导体的同轴度。

射频同轴连接器的内导体系统通常由插针和插孔组成，如图2。通常在插孔上开两槽或多槽形成弹性插孔。材料选用锡磷青铜或铍青铜，插针为实体针状。而分米波法兰连接器组成内导体系统的插针和插孔则与上相反，插孔不开槽，而插针设计成具有弹性结构的形式，开四槽或多槽，如图1中1、4所示。这种结构仍保证了可靠的电接触，而避免了因插孔开槽引起内导体外径的变化导致的特性阻抗的变化，从而降低了电压驻波比(1)。

这种界面和连接结构要求双向内连接体必须做完全对称设计，并且和常规设计一样要控制针孔配合间隙。

图2、一般射频连接器的内导体系统

3、传输腔体

分米波法兰连接器的传输腔体的结构如图3所示。由图3可见，该结构是一个除绝缘支撑外全由空气充满的结构。为了固定绝缘支撑，设置了一个金属衬套，衬套和外导体上开的孔是为了满足充气的需要。这种结构避免了引入其它介质导致对特性阻抗的影响(2)。同时提供一个比较稳定和准确的标称阻抗段，作为整个连接器标称特性阻抗的基础，有利于降低电压驻波比。

1. 外导体2. 内导体3. 绝缘支撑4. 衬套5. 充气孔

图3、传输腔体结构

金属衬套的设置，充当了外导体的一部分，其内径的选择要有利于与配接电缆的过渡设计，既要起到固定绝缘支撑的作用，又要避免使传输腔体产生较大阶跃。总之要有利于保持特性阻抗的均匀性和连续性，这样也就有利于降低电压驻波比。衬套上的通气孔，以满足充气要求为宜，不宜多和大。

传输腔体处于界面和电缆夹紧装置之间，内导体系统前有双向内连接体的绝缘支撑，后有电缆对内导体的支撑固定，因而再单设一个绝缘支撑则可满足支撑内导体的功能。绝缘支撑到界面之间空气段的距离越接近外导体内径的两倍越好。不宜引起高次模(3)。

4 、绝缘支撑和过渡设计

分米波法兰连接器的绝缘支撑(图3中之3)结构设计通常采用共面补偿的