同轴电缆和连接器之间的接口以及用于形成接口方法

摘要

一种在同轴电缆和同轴连接器之间形成接合部的方法，包括以下步骤：制备具有内导体、介电层、围绕介电层的波纹状的外导体和护套的电缆，使得内导体的端部暴露，外导体的端部暴露并且被平整以形成没有波纹的环，并且介电层的一部分被挖出以在内导体和外导体的环之间形成焊接室；制备包括同轴连接器和焊料预制件的组件，同轴连接器包括内接触体、介电间隔件和具有尾部的外导体主体，焊料预制件环绕尾部；将尾部和焊料预制件插入到焊接室中；以及熔化焊料预制件以在环和尾部之间形成接合部。

说明书

相关申请

本申请要求于2015年11月10日提交的美国临时专利申请第62/253,505号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及连接器和电缆的互连，并且更具体地涉及具有改进的制造效率和电气性能特征的连接器和电缆的互连方法和设备。

背景技术

同轴连接器通常用于RF通信系统中。典型的同轴电缆包括内导体、外导体、分隔内导体和外导体的介电层以及覆盖外导体的护套。同轴电缆连接器可以用于终止同轴电缆，例如在需要高水平精度和可靠性的通信系统中。

同轴连接器接口在端接有承载所需连接器接口的连接器的电缆与安装在设备上或另一电缆上的具有配合连接器接口的对应连接器之间提供连接/断开功能。通常，一个连接器将包括连接到内导体的诸如销或柱的结构和连接到外导体的外导体连接器主体；它们与第二连接器的配合套筒(用于内导体的销或柱)和另一个外导体连接器主体配合。同轴连接器接口通常使用螺纹联接螺母或其它保持器，当联接螺母(其由连接器中的一个捕获)旋拧到另一个连接器上时，其将连接器接口对拉入到牢固的机电接合中。

共同拥有的美国专利第5,802,710号和第7,900,344号(其通过引用整体并入本文)公开了一种用于将同轴连接器附接到同轴电缆的技术。连接器利用保持在内接触体上并且抵靠电缆的介电层和外导体的绝缘盘。围绕外导体缠绕的焊料预制件的感应加热在形成于外导体、绝缘盘和连接器主体之间的圆柱形焊料腔体中产生熔融焊料池。绝缘盘防止熔融焊料迁移出腔体、堵塞连接器孔和/或使外导体和内导体短路。

共同拥有的美国专利公开第2014/0201989号(其也通过引用整体并入本文)示出了具有绝缘座的底座，在绝缘座上可以发生外导体与连接器主体的焊接。用于将连接器附接到电缆的其它技术也可能是期望的。

发明内容

作为第一方面，本发明的实施例涉及一种在同轴电缆和同轴连接器之间形成接合部的方法。该方法包括以下步骤：制备具有内导体、围绕内导体的介电层、围绕介电层的波纹状的外导体和围绕外导体的护套的电缆，使得内导体的端部暴露，外导体的端部暴露并且被平整以形成没有波纹的环，并且介电层的端部的一部分被挖出以在内导体和外导体的环之间形成焊接室；制备包括同轴连接器和焊料预制件的组件，同轴连接器包括内接触体、介电间隔件和具有尾部的外导体主体，焊料预制件环绕尾部；将尾部和焊料预制件插入到焊接室中；以及熔化焊料预制件以在外导体的环和外导体主体的尾部之间形成接合部。

作为第二方面，本发明的实施例涉及一种同轴电缆-连接器接口，包括：同轴电缆，其具有内导体、围绕内导体的介电层、围绕介电层的波纹状的外导体和围绕外导体的护套，其中，外导体的端部暴露并且被平整以形成没有波纹的环，并且介电层的端部的一部分被挖出以在内导体和外导体的环之间形成焊接室；以及同轴连接器，其包括内接触体、介电间隔件和具有尾部的外导体主体。尾部插入到焊接室中，并且焊接接合部将尾部和外导体的环互连。

作为第三方面，本发明的实施例涉及一种同轴连接器组件，包括同轴连接器和焊料预制件。同轴连接器包括内接触体、外导体主体和介于内接触体和外导体主体之间的介电间隔件。外导体主体具有主套筒、构造成与配合连接器配合的向前延伸的配合环、和向后延伸的尾部，尾部的外径小于主套筒的外径。焊料预制件周向地围绕外导体主体的尾部。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于附接到同轴连接器的电缆的侧视图。

图2是图1的电缆的透视图，示出了介电层的挖出部分。

图3是根据本发明实施例的同轴连接器的剖视图，其中，焊料预制件在外导体主体的尾部上就位。

图4-8是用于将图1和2的电缆附接到图3的连接器的过程的顺序剖视图。

图9是根据本发明实施例的示例性焊接设备的透视图。

图10是图1的电缆和图3的同轴连接器就位于图9的设备中以用于焊接的剖视图。

具体实施方式

参考附图来描述本发明，附图中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此描绘和描述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。还将意识到，可以以任何方式和/或组合来组合本文公开的实施例以提供许多另外的实施例。

除非另外定义，否则本公开中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。以上描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。如本公开中所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是，当元件(例如，装置、电路等)被称为“连接”或“联接”到另一元件时，它可以直接连接或联接到另一元件，或可能存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时，不存在中间元件。

现在参考附图，在图1和2中示出了宽泛地指定为附图标记10的同轴电缆。电缆10包括内导体12、周向地覆盖内导体12的介电层14、周向地覆盖介电层14的外导体16以及周向地覆盖外导体16的聚合物电缆护套20。这些部件对于本领域技术人员来说将是公知的，并且在此不需要详细描述。图1示出了外导体16具有波纹状的轮廓，具有交替的波谷16a和波峰16b。

图2还示出了，在电缆10的端部处，外导体16的至少最后一个波峰(并且在一些情况下至少最后一个波谷)被平整为环18。环18的直径等于或超过其余波峰16b的直径。图2还示出了介电层14的从环18径向向内的端部被挖出，由此在环18内形成环形的焊接室22(也参见图6和7)。在一些实施例中，介电层14的端部被完全挖出，使得焊接室22在环18和内导体12之间径向延伸；在其它实施例中，介电层14的内套筒19'可以在挖出之后保留，这样的套筒19'介于环18和内导体12之间，使得焊接室12在介电层14的内套筒19'和环18之间径向延伸(参见图6A)。焊接室22可以具有约0.015和0.030英寸之间的厚度。

现在参考图3，其中示出了宽泛地指定为附图标记30的同轴连接器。连接器30包括内接触体32、外导体主体34和位于内接触体和外导体主体34之间的介电间隔件36。内接触体32具有大致圆柱形的柱32a和分离套管(boss)33。内接触体32构造成经由套管33安装在电缆10的内导体12上并且与之电接触；套管33的分离构造允许其尖头稍微径向向外偏转以接收内导体12的端部。柱32a构造成与配合插座或其它连接器的内接触体(例如，套筒)配合。

再次参考图3，外导体主体34具有配合环34a，配合环构造成与配合插座或其它连接器的外导体主体配合。外导体主体34的主套筒38具有径向向内的凸缘40和径向向外的凸缘42，径向向内的凸缘为介电间隔件36提供支承表面，径向向外的凸缘为联接螺母(未示出)提供支承表面。尾部44从主套筒38向后延伸。尾部44的内径类似于主套筒38的内径，但是其外径小于主套筒38的外径。

图3还示出了环绕尾部44的环形的焊料预制件50。焊料预制件50由典型的焊料材料形成，典型的焊料材料在对其施加热能时熔化。

图4-8示出了电缆10如何可以在焊接操作中连接到连接器30。图4示出了在处理之前一段电缆10的端部。图5示出了电缆10，其中，护套20的端部被剥去并且外导体16和介电层14的端部被去除，使得内导体12和外导体16的端部被暴露，其中，外导体16的端部轴向延伸超过护套20，并且内导体12的端部轴向延伸超过外导体16的端部。图6示出了介电层14的端部被挖出以形成上述焊接室22。

图7示出了外导体16的端部形成为上述环18。环18的形成可以用可以产生具有严格控制的尺寸的一致形状(诸如环18)的专用工具或夹具来执行。在外导体16中形成波纹通常在连续运行的电缆线上进行。在这样的条件下形成的波纹通常会具有比通过使用形成环18的专用工具可以实现的尺寸和形状大得多的变化。本领域的技术人员将认识到，如本文所使用的，术语“环”旨在包括其它径向对称形状，诸如截头圆锥，并且旨在包括具有一个或多个径向凹陷和/或突起的形状。

图8示出了，一旦介电层14被挖出以形成焊接室22并且预制件50被插入到外导体主体34的尾部44上，则连接器-预制件组件可以被插入到焊接室22中以用于焊接。预制件50位于尾部44和外导体16的环18之间，其中，尾部44的端部邻接介电层14。在该位置中，热能可以施加到焊接室22以熔化预制件50的焊料，由此在外导体16和外导体主体34之间形成焊接接合部。内接触体32的套管33接收内导体12的端部。经焊接的电缆和连接器形成接口150。

因为环18的形状和尺寸可以比波纹的形状和尺寸更严格地控制，所以环18和尾部44之间的间隙可以比通常看到的小得多。因此，可以使用较薄的焊料预制件50(例如，焊料预制件50可以具有约0.015和0.030英寸之间的厚度)，由此减小总体焊料体积并且因此减小与较大间隙和/或焊接接合部相关联的变化性。

图9示出了用于进行焊接操作的一种可能的设备100，其涉及如上述美国专利公开第2014/0201989号中所公开的底座。设备100包括安装在基座121上的底座119、用于将电缆10保持就位的夹具141和用于加热用来将连接器主体附接到电缆10的外导体的焊料的感应加热元件137。图10示出了图8的电缆10、连接器30和预制件50在设备100内就位，其中，连接器30安装在底座119上，并且电缆10下降到连接器30上，使得预制件50驻留在焊接室22内。一旦在该位置中，加热元件137(图9中所示)就可以用来加热预制件50，以在焊接室22内在外导体16的环18与外导体主体34的尾部44之间形成焊接接合部。焊接接合部通常具有约0.015和0.030英寸之间的厚度。

接口150可以在电缆10和连接器30之间提供具有一致的电气特性的焊接互连。焊接室22的存在可以使得外导体主体34的尾部44与外导体16的环18之间的焊接接合部在尺寸和形状上一致地形成，这可以使得连接更加可预测。这种布置还可以改善电气特性，诸如电缆/连接器接口中产生的回波损耗。

本领域的技术人员将认识到，焊接操作可以在不同的焊接设备中发生；例如，焊接设备可以包括如2015年5月13日提交的美国临时专利申请第62/160,999号和2015年3月10日提交的美国临时专利申请第62/131,105号中所述的真空源，这些文献的公开内容通过引用并入本文。还可以想到，诸如2015年2月3日提交的美国临时专利申请第62/111,300号(其也通过引用并入本文)中所示的直角连接器的其它连接器构造也可以是合适的。

虽然已经通过对本发明的实施例的描述说明了本发明，并且虽然已经相当详细地描述了实施例，但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制到这样的细节。对于本领域技术人员而言，其它优点和修改将容易显现。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示和所述的具体细节、代表性设备、方法和说明性示例。因此，可以从这些细节作出偏离而不背离申请人的总体发明构思的精神或范围。此外，应该理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围或精神的情况下，可以对其进行改进和/或修改。