快插兼容—為傳統(tǒng)射頻互連創(chuàng)造新活力

>> 吳通控股集團(tuán)射頻連接器技術(shù)中心 陳國華 梁國

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快插兼容—為傳統(tǒng)射頻互連創(chuàng)造新活力

>> 吳通控股集團(tuán)射頻連接器技術(shù)中心 陳國華 梁國

由吳通控股集團(tuán)射頻連接器技術(shù)中心研發(fā)成功的，快插兼容系列射頻連接器具備快插連接和螺紋連接的雙重連接結(jié)構(gòu)，支持單手快速插拔和快速擰緊的安裝形式，其插孔連接器還兼容原螺紋連接的插針連接器。適應(yīng)施工現(xiàn)場快速連接，快速防水（防護(hù)）封裝。具有寬頻帶、低反射、低互調(diào)、耐環(huán)境可靠和高密度安裝的特點(diǎn)；適用于室內(nèi)或室外惡劣環(huán)境下的射頻微波通訊設(shè)備及儀器的高密度安裝和快速互連互接，為用戶提升系統(tǒng)射頻傳輸品質(zhì)和降低成本提供了一種更佳的解決方案。

1 對射頻連接器發(fā)展的思考

射頻連接器作為一種微波互連及傳輸?shù)幕A(chǔ)性元件，從1930年UHF連接器型號的出現(xiàn)，至今已經(jīng)有85年的歷史；而從1939年第二次世界大戰(zhàn)中，所出現(xiàn)的BNC，N，TNC等連接器型號也有76年的歷史；而1958相繼出現(xiàn)的 SMA，SMB，SMC等連接器型號也有57年的歷史；1964年MIL-C-39012的射頻連接器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)布，是射頻連接器行業(yè)歷史發(fā)展中的一個(gè)里程碑，也走過了51年的歷程。如今，我們縱觀整個(gè)射頻連接器型譜已約有60余種型號系列，其洐生產(chǎn)品已無計(jì)其數(shù)。

隨著移動(dòng)通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，射頻連接器的小型化、插快、盲插、表貼等新式的連接安裝型式不斷的出現(xiàn)，其射頻連接器的電氣性能和耐環(huán)境性能也不斷在提高。然而，僅就上述的連接形式的演進(jìn)而言，我們經(jīng)調(diào)研會(huì)發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象：就是其連接形式的演進(jìn)往往沒有兼顧歷史已有的型號，而是另起爐灶。如果長期如此下去，勢必將給射頻連接器行業(yè)發(fā)展帶來諸多障礙。一是原有設(shè)備系統(tǒng)中的連接器對需要成套更新；二是現(xiàn)有插頭連接器不能與其插座對接；三是產(chǎn)品制造商與設(shè)備商和運(yùn)營商的物料也成倍增加；四是對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化（通用化）和制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化（通用化）造成困難；五是產(chǎn)品管理增加麻煩，其差錯(cuò)隨著歷史發(fā)展而增多?？傊?，對人力和物質(zhì)資源都會(huì)造成極大的浪費(fèi)，品質(zhì)和成本的矛盾增加；而連接器行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和循序性發(fā)展勢必要走畸形？

為此，本文作者僅作為射頻連接器行業(yè)中的一名從業(yè)者，在提出了上述的思考的同時(shí)，在以下也提出了自己的一種解決方案。在此誠懇的歡迎國內(nèi)外同仁能與我們聯(lián)系，一起研究和切磋技藝，積極向上的為推動(dòng)射頻連接器行業(yè)循序健康性發(fā)展作點(diǎn)工作。

2 一種快插兼容和快速防護(hù)封裝的解決方案

現(xiàn)有IEC61169射頻連接器型譜中有相當(dāng)多的型號連接界面為以下結(jié)構(gòu)：

圖1

先對圖1中標(biāo)記作一個(gè)說明：1—射頻插座；2—射頻插頭；10—外螺紋；20—螺套連接；102—機(jī)械電氣基準(zhǔn)面。

圖1所示的界面結(jié)構(gòu)（或相似結(jié)構(gòu)），業(yè)內(nèi)熟悉和常用的包括有IEC61169-11（4.1-9.5型）；IEC61169-13（1.6-5.6型和1.8-5.6型）；IEC61169-15（SMA型）；IEC61169-16（N型）；IEC61169-17（TNC型）；IEC61169-53（S7-16型）等等其插合界面結(jié)構(gòu)都具有相似性。

如何將這些相似型號升級為快插連接器結(jié)構(gòu)呢？最佳方案是能夠?qū)崿F(xiàn)插針連接器與插孔連接器互換互接——我們稱之為雙向兼容方案呢？還一至少可以完成單向兼容的創(chuàng)新設(shè)計(jì)呢？

從上述連接結(jié)構(gòu)上分析：要在原結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)快插功能，那么自動(dòng)鎖緊和解鎖機(jī)構(gòu)是必不可少的，所以，針對性地在射頻插座或者射頻插頭上作一點(diǎn)微創(chuàng)手術(shù)以實(shí)現(xiàn)新的功能就是必須的。然而，無論你再小的微創(chuàng)手術(shù)，其對于原件本身來說都將不再是原來的物料了。因此，最佳的解決方案是：

（1）在射頻插座端作微創(chuàng)性手術(shù)，以實(shí)現(xiàn)快插與鎖緊功能；同時(shí)保持原始版本國際標(biāo)準(zhǔn)中的主要配合尺寸不變；以保持本射頻插座與原版本國際標(biāo)準(zhǔn)的射頻頻插頭可互配互換；新設(shè)計(jì)方案中的插座連接器與傳統(tǒng)產(chǎn)品的插頭連接器完全兼容。

（2）在射頻插頭端作微創(chuàng)性手術(shù)，以實(shí)現(xiàn)快插與鎖緊功能；同時(shí)保持原國際標(biāo)準(zhǔn)中的主要配合尺寸不變；以保持本射頻插頭與原始版本國際標(biāo)準(zhǔn)的射頻頻插頭可互配互換。

（3）綜合考慮到射頻插座一般是安裝在設(shè)備上的，要實(shí)現(xiàn)快插功能其插座與插頭均必須有結(jié)構(gòu)性改進(jìn)；因此，我們選擇了前者方案；即在射頻插座相應(yīng)部位僅作些微創(chuàng)手術(shù)，而主要改進(jìn)集中設(shè)置在射頻插頭上；也就是我們稱之為單向兼容的方案。

（4）綜上所述的單向兼容方案，其特點(diǎn)是：1）最大限度保持了原國際標(biāo)準(zhǔn)的基本性能特性；2）而在互調(diào)特性這一重要電性能指標(biāo)上得到了較大的提高；3）其耐環(huán)境變化性能，特別是連接結(jié)構(gòu)的抗振動(dòng)防松性能得到提高；4）在快捷安裝及維護(hù)方面大幅度提高實(shí)際安裝效益，使綜合成本得到了大幅度降低。

3 快插和快速防護(hù)封裝方法與兼容性連接

3.1 以下就以IEC61169-11（4.1-9.5型）為例，對快插兼容和快速防護(hù)封裝的解決方案作一個(gè)展示：

圖2

圖3

如圖2及圖3所示：

（1）先將防護(hù)座02單手軸向推入至如圖3中所示的位置，并同時(shí)左右轉(zhuǎn)動(dòng)使防護(hù)座02陷在面板上；

（2）單手將射頻插頭03插入射頻插座01內(nèi)；

（3）將護(hù)帽04單手順時(shí)針擰緊在防護(hù)座02上，即完成了射頻插座與射頻插頭的射頻連接，同時(shí)，也完成了射頻連接器對的全面防護(hù)封裝。

（4）需要拆卸時(shí)，按上述步驟逆向操作即可。

（5）上述的操作一般僅需要4秒鐘。

3.2 改進(jìn)后的連接方式

圖4

圖5

圖6

圖7

圖4為改進(jìn)后的射頻插座與原版本射頻插頭國際標(biāo)準(zhǔn)界面結(jié)構(gòu)；

圖5為改進(jìn)后的射頻插座與版本射頻插頭國際標(biāo)準(zhǔn)的插合狀態(tài)；

圖6為改進(jìn)后的射頻插座與射頻插頭界面結(jié)構(gòu)；

圖7為改進(jìn)后的射頻插座與射頻插頭的插合狀態(tài)。

3.3 改進(jìn)后的主要特點(diǎn)：快速安裝和快速拆卸；連接可靠和單手操作；互調(diào)穩(wěn)定性無連接扭矩影響；防護(hù)性封裝效率得到提高，而低成本得到降低。

4 本方案的可靠性試驗(yàn)

圖8

圖9

4.1 如圖8和圖9，連接機(jī)構(gòu)抗拉力試驗(yàn)：經(jīng)過1000N拉力試驗(yàn)，快插與螺紋連接機(jī)構(gòu)仍有效無損壞。

圖10

4.2 如圖10，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)：經(jīng)上述扭轉(zhuǎn)+恒定拉力試驗(yàn)，連接卡鎖機(jī)構(gòu)無損傷無脫落。

圖11

4.3 如圖11，浸水試驗(yàn)：優(yōu)于IP68級。

圖12

4.4 如圖12，靜態(tài)及動(dòng)態(tài)互調(diào)試驗(yàn)：優(yōu)于-166dBc。