具有滑動中心導體的同軸轉換插座的製作方法
2023-06-09 08:12:31
專利名稱：具有滑動中心導體的同軸轉換插座的製作方法
I.發明背景1.發明領域本發明涉及同軸插座。更具體地說，本發明涉及適用於高頻傳輸應用中的同軸轉換插座。
2.已有技術的描述同軸轉換插座為人所熟知。其中一個例子展示在美國專利Nos.4,749,968和和5,467,062中(Burroughs)。另一個例子展示在美國專利No.5,246,378中(Seiceanu)。
在已有技術中，同軸轉換插座包括兩個通常為固體的中心導體，該兩中心導體直線平行地安裝在一接地導電的殼體中。一轉換裝置定位在兩中心導體中。
轉換裝置具有一V形的彈性片，該彈性片具有施偏壓於第一中心導體的第一端和施偏壓於第二中心導體的第二端。其結果是，中心導體處在正常信號流動通訊中，在其中一個中心導體上的一電信號通過轉換裝置轉移到另一個中心導體上。
這樣的同軸轉換插座一般應用在通訊和視頻信號傳輸工業中。殼體的後端裝配有一連接件以準永久或永久地連接同軸電纜。中心導體的前端裝配有插座埠以接納一預定尺寸的插頭。正常情況下，這樣的轉換插座運作時沒有插頭插入埠中。相應地，從其中一個後連接件進入一中心導體的信號通過轉換裝置並通過另一個後連接件傳輸出插座設備。
一直以來，人們期望得到一種插座可使信號繞行或能夠輸入一新的信號。為了達到這些要求，一帶有連接同軸電纜的插座插頭插入其中一個前埠中，插座插頭與V形彈性片接合併使它從與埠相聯繫的中心導體移開且進入插頭插入的埠中。通過使V形彈性片離開中心導體，此中心導體不再與另一個中心導體相連，因此信號直接沿這個中心導體的傳輸出埠。除了斷開插座兩中心導體的連接，插頭的插入也使得另一個中心導體通過一個電阻接地，因此期望的系統阻抗得以保持。
在以上所述的結構中，正常信號通過V形彈性片從一後連接件傳輸到另一後連接件。中心導體具有在V形彈性片上伸展的一基本長度，該長度沒有接地或連接到其他信號源上。在過去，中心導體的這些自由長度在通訊工業中幾乎沒有或根本沒有造成問題。但是，在提高的較高傳輸頻率中，中心導體的自由長度會導致信號失真或破壞信號一體性。
與已有技術中同軸轉換插座相關的另一個問題是會使灰塵或其他汙染物進入轉換裝置中。這樣的插座允許空氣自由流動，從前埠進入插座的轉換裝置中。
II.發明的簡要說明按照本發明的較佳實施例，公開的一種同軸轉換插座具有一個殼體，該殼體包括成直線平行的第一和第二中心導體。中心導體的前端伸出位於殼體前壁上的埠，以接納插頭的中心軸針。中心導體的後端具有相聯繫的同軸連接件以把後端連接到外部導體上。每一個中心導體都包括一個前部和後部，前部可滑動地安裝在殼體內部以使前部可在連接位置和斷開位置之間滑動。在連接位置，前部可與後部電氣接通。在斷開位置，前部與後部電氣斷開。轉換機構容納在殼體中兩後部之間，當兩個前部處在斷開位置時，轉換機構可把後部電氣接通。至少一個前部處在連接位置時，轉換機構把後部電氣斷開。
III.附圖的說明
圖1是按照本發明的同軸轉換插座組件的剖視圖；圖2是展示將一個插頭插入圖1中插座的視圖；圖3是帶有提高的阻抗匹配性的新穎插座插頭的簡要側剖視圖；圖4是另一實施例中一個改進插頭的側剖視圖；圖5是圖1中改進插座的側剖視圖，該插座中插有作為第三實施例的一個改進插頭。
IV.較佳實施例的描述一種轉換同軸插座組件10包括一導電的殼體12，該殼體12具有側壁14、一前壁16和一後壁18。壁12、14、16、18、20和一個蓋(未圖示)相配合以界定一殼體內體22。
一中間隔壁24在內體22中、側壁14間伸展。壁24定位在前壁16和後壁18間並與其相平行，以把內體22分成後室22a和前室22b。
殼體包括第一和第二同軸中心導體30、30』，兩者分別從前端32、32』伸展到後端34、34』。中心導體30、30』直線平行地隔開安裝在內體22中。
前壁包括兩個埠36、36』以接納一個電訊插頭100(只是在圖2中簡略示出)，插頭100具有由套管102包繞的一個中心軸針104。把埠36、36』設置在適當位置，以使插入的插頭100的中心軸針104與中心導體30、30』前開口端32、32』電氣接通。一接地夾38容納在前室26b中，並且可滑動地與插入埠36、36』其中之一內的插頭的外部套管102相連接，以把外部套管102電氣接地。圍繞繞中心導體30、30』的殼體12的內表面構成了圍繞通電的中心導體30、30』的接地屏蔽層。
每一個中心導體30、30』都具有一個後部30a、30a』和一個前部30b、30b』。前部30b、30b』可滑動地安裝在內體22中，可相對於連接位置和斷開位置間的後部30a、30a』軸向移動。
圖1中，前部30b、30b』都處在與後部30a、30a』相隔開的斷開位置上。在連接位置(在圖2中只示出關於前部30b的這一部分)，前部30b、30b』可滑動地移向後部30a、30a』，以與後部30a、30a』電氣接通。
如圖中所示，後部30a、30a』完全容納在後部殼體22a中。前部30b、30b』容納在前部殼體22b中，其後部連接端31、31』伸展進入後部殼體22a中。
前部30b、30b』穿過內壁24並在壁內由密封絕緣支承件40、40』支承住。後部30a、30a』在殼體22a中被絕緣支承件42、42』支承住。
絕緣支承件具有中心轂套44、44』，轂套44、44』可滑動地接納前部30b、30b』以使前部30b、30b』可滑動地保持在與靜止的後部30a、30a』同一直線的同軸位置上。支承件40、40』具有錐形壁46、46』，錐形壁46、46』密合地頂住壁14、24以在一靜止位置支承住支承件40、40』。錐形壁46、46』具有垂直於中心導體30、30』的軸線的徑向閉曲面以阻止灰塵從前室22b進入後室22a。而且，支承件42、42』也阻止灰塵從殼體外部進入後室22a。因此，基本密封了後室22a，灰塵不會從殼體12的外部進入後室22a內。
除了能防止灰塵流動以外，錐形壁46、46』還能減少信號向後的反射，因為支承件40、40』不提供垂直於中心導體30、30』軸線的絕緣材料的基本表面。避開這樣的垂直表面，可以減少在中心導體30、30』上傳輸的信號的所不期望的向後反射。
每一個後部30a、30a』都包含位於後部30a、30a』的前連接端52、52』上的一個軸向伸展的絕緣彈性支承銷釘50、50』。銷釘50、50』伸展進入中心導體前部30b、30b』的後連接部分31、31』中。
銷釘50、50』分別支承住第一和第二彈性片54、54』，並且第一和第二彈性片54、54』頂住前部30b、30b』的內表面。因此，如圖中所示，彈性片54、54』從連接部分到斷開部分分別推壓前部30b、30b』。
後連接端31、31』具有內部柱形表面。前連接端52、52』的外表面提供有懸臂片56、56』，懸臂片56、56』具有放大直徑的區域56a、56a』，區域56a、56a』帶有比端部31、31』的內直徑要大的盈餘直徑。因此，當前部30b、30b』移向連接位置時，端31、31』在端52、52』上滑動，並且以電氣接觸和機械接觸的方式與片56接合在一起。片56、56』與銷釘50、50』分隔開，以使片56、56』沿徑向向內偏移。後連接端31、31』還支承絕緣凸輪60、60』，其作用將在以下進行描述。
轉換機構62容納在後室22a中。轉換機構62具有一個被絕緣支承塊66支承住的主彈性片64。該主彈性片64具有一個第一端65和一個第二端65』。第一端65被施加偏壓力與後部30a相電氣接觸。相似地，第二端65』被施加偏壓力與後部30a』相電氣接觸。
轉換機構62還具有一個被支承塊66支承住的一個端子彈性片68，端子彈性片68通過一個電阻(未圖示)接地。端子彈性片68具有一個第一彈性臂69和一個第二彈性臂69』。彈性臂69、69』與主彈性片64的第一和第二端65、65』分隔開。臂69、69』分別支承絕緣凸輪表面70、70』。
在所述這樣的布置下，當插頭100插入埠36、36』其中一個時，插頭的中心軸針104被容納在中心導體30、30』的前端32、32』中。這樣的插入導致前部30b、30b』向後移動至連接位置。當前部30b、30b』向後移動時，凸輪60、60』與凸輪表面70、70』接合在一起。這樣的接合使得彈性臂69、69』與第一和第二端65、65』相電氣接觸，並使彈性端65、65』離開後部30a、30a』。
當埠36、36』中都沒有接納插頭100時，後部30a、30a』通過主彈性片64電氣連接在一起。但是，埠36、36』中的任一個插入插頭100後，就使端子彈性片68驅動主彈性片64脫開與相應的中心導體的後部的接觸，並使得另一個中心導體不能通過電阻接地。較佳的是，轉換機構62的零部件設置為使得在主彈性片從後部30a、30a』移開前，移動前部30b、30b』使其與後部30a、30a』相電氣接觸。這樣一系列的操作被視為「斷開前先接合」轉換。
在圖2中，以簡要方式繪出了一標準插頭100。這樣的插頭通常具有一個被一同軸校直套管102完全包繞的一個中心中心軸針104。套管和中心軸針都能夠導電。在圖2中，以剖視圖的形式簡要示出插頭100。簡要地說，這意味著在整個插頭的表示中剖面線部分是統一的。實際上，在本技術領域已認識到，套管102是與中心軸針相分開的，因此中心軸針104連接到信號源上(或信號的終止端上)，同時套管102可電氣連接在附著於插頭100的同軸電纜接地套管上。套管102和軸針104間的空氣空間導致插頭100具有一特性阻抗。如圖2所示，當軸針104插入中心導體30的開口端32時，就產生了重疊長度106，這是由軸針104和中心導體30重疊而成的。採用傳統的插頭100時，重疊長度106完全容納在套管102中並且部分伸展進入埠36所包繞的區域。
如圖2所示，採用傳統插頭100所產生的重疊區域或重疊長度106能夠導致阻抗失配。換句話說，插座10通常可具有預設的75歐姆的特性阻抗。類似地，插頭100也將具有預設的75歐姆的特性阻抗。申請人已經發現，當具有內徑為0.328″的套管102(通常情況下)的插頭100包繞著中心導體30的0.125″的外徑(帶有空氣絕緣層)時，在重疊長度106上產生了大約58歐姆的阻抗，類似地，當位於埠36(它通常具有0.381″的內徑)中時，中心導體30的0.125″的外徑產生了大約67歐姆的阻抗。應當意識到上述的尺寸具有代表性，並且這些尺寸是按照標準插頭、例如知名的WECO標準插頭所給出的。整個信號通道的理想阻抗應是大約75歐姆。當產生了上述的阻抗失配，一定比例的輸入能量反射回信號源並減弱了信號。當插座10和插頭100要應用在高傳輸率的情形時，這種信號的減弱會特別麻煩。
如圖2所示，插座10可以與傳統的、標準尺寸的插頭100一起使用，此外，本發明具有對插座10和插頭100新穎的設計，以減小或避免阻抗失配。改進的插座和插頭示於圖5中。圖5和圖2中的零部件具有相同的功能和作用，在圖5中的標號統一地增加了「-1」，以將實施例區別開來。
如圖5所示，插座中心導體30-1和插頭100-1的軸針104-1的尺寸相互配合，以使當插頭100-1插入埠36-1時，中心導體30-1的自由端32-1完全縮進插座10-1的內部22-1中且從埠36-1中完全退出。這樣尺寸的零部件使自由端32-1移出埠36-1，其結果，避免了前面提到的插座中心導體在插座埠中伸展所產生的阻抗失配。
除了上述可避免阻抗失配的方法外，還可以減小插頭套管102-1的軸向長度，以致於套管102-1不再包繞重疊區域106-1。這樣的外形尺寸消除了上述的75歐姆阻抗失配。為了減小阻抗失配，為防止套管102-1伸展進入重疊區域106-1套管102-1的任何長度的減短都是合乎需要的。圖5所示的套管102-1具有減短的外形尺寸，以致套管102-1沒有任何部分包繞重疊區域106-1。
在圖3所示的插頭100-2的實施例中，套管102-2沒有減小到圖5所示的程度，但是已經減小到使中心軸針104-2可以從套管102-2突出。其結果，重疊區域106-1被套管102-2包繞的長度將減小，因此，減小了阻抗失配。
圖4所示的是插頭100-3的又一個實施例，套管102-3完全包繞中心軸針104-3。在圖4所示的實施例中，套管102由絕緣材料製成，所以導電的套管沒有包繞軸針104-3。實施例中提供了一種接地夾持件110，簡要地示於圖4中，該夾持件110與插座10的接地表面相接合以把所連接電纜的接地支架(未圖示)與插座10的接地部件連接在一起。
簡要地說，為了減小不期望出現的阻抗失配，舉例說明了三種對插座和相關的插頭的改進，這三種方法是1.把插座中心導體自由端32移出套管36，以在插頭100插入埠36後，插座中心導體30沒有任何部分被埠36包繞；2.減短插頭套管102，以使插頭套管102沒有任何部分包繞中心導體30；以及3.以絕緣材料用模製法製作插頭套管102。絕緣材料的內部外形尺寸可以用周知的技術方法計算出，以沿著絕緣套管的長度在任一剖面上提供期望的阻抗。
應當意識到，這三種方法沒有一個需要完全採納。例如，在插頭插入後如果自由端32沒有完全移出埠36，但是已基本移出埠36，阻抗失配不會完全消除，但會大大地減小。而且，這三種方法可以結合使用。例如，參見圖5，所示的自由端32-1完全移出了埠36-1。套管102-1的長度被減短以致套管102-1沒有任何部分包繞重疊區域106-1，並且套管102-1由絕緣材料製成，其所選的外形尺寸使得沿著套管102-1的軸向長度得到期望的阻抗。
從上述本發明的詳細描述可以看出，本發明的目的在較佳實施例中是如何達到的。對公開設想的變形和等同替換應當視為包含在所附權利要求書的範圍之內。
權利要求
1.一種同軸轉換插座組件，其特徵在於，它包括一個殼體，具有界定其內部的壁；一個第一同軸中心導體和一個第二同軸中心導體，兩者在所述殼體內部平行設置，隔開對齊且每個都從前端伸展至後端；所述壁具有一個帶有第一和第二埠的前壁，所述第一和第二埠的尺寸設置為能夠接納具有一中心軸針的一個插頭，所述中心軸針與通過所述埠暴露的所述前端相配；所述壁具有一個帶有同軸連接件的後壁，以連接在外部同軸導體上並把所述外部導體與所述後端的個體連接在一起；所述中心導體每個都包括一個具有所述後端的後部和一個具有所述前端的單獨的前部；所述前部可滑動地安裝在所述內部中，所述前部可在連接位置和斷開位置間軸向滑動，在連接位置所述前部與所述後部電氣連接，在斷開位置所述前部與所述後部間的電氣斷開；以及包含在所述內部的一個轉換機構，當兩個所述前部處在所述斷開位置時，所述轉換機構與所述後部電氣連接，當至少一個所述前部處在連接位置時，所述轉換機構與所述後部間的電氣斷開。
2.如權利要求1所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述壁具有將所述內部分隔為前室和後室的一內壁；所述後部和所述轉換機構完全設置在所述後室中；帶有所述前端的所述前部設置在所述前室中，所述前部的後連接端設置在所述後室中；以及具有防止顆粒物從所述前室流向所述後室的一密封。
3.如權利要求2所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述密封具有一絕緣支承件，以把所述前部可滑動地安裝在所述內部中，所述絕緣支承件具有相對於所述中心導體軸線橫向形成的一基本封閉面。
4.如權利要求1所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述轉換機構是一個「斷開前先接合」轉換開關，在作為對所述其中一個所述前部移至所述連接位置的反應，所述其中一個所述前部與相關聯的後部電氣接通後，所述轉換機構斷開所述後部的通電。
5.如權利要求1所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於第一和第二彈性片分別對所述第一和第二同軸中心導體的所述前部施加偏壓力於使之到所述斷開位置。
6.如權利要求5所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述後部具有與相對的所述前部的後連接端成一線的前連接端，當所述前部移到所述連接位置時，所述後連接端在所述前連接端上滑動；當所述後連接端在所述前連接端上滑動時，具有徑向傾斜接觸片的所述前連接端沿徑向施偏壓力於所述接觸片；絕緣的第一和第二彈性支承銷釘從所述第一和第二後部各個的所述前連接端軸向伸展，作為對施壓於所述後連接端的反應，所述銷釘以等於所述接觸片的偏移的間隔與所述接觸片分隔；所述第一和第二彈性片的第一端固定在所述銷釘上，且作為對所述前端移向所述連接位置的反應，相對於帶有所述彈性片的所述前部，所述第一和第二彈性片的第二端克服所述彈性片的偏壓力而被壓縮。
7.如權利要求6所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述轉換機構是一個「斷開前先接合」開關，作為對所述其中一個所述前部移至所述連接位置的反應，所述其中一個所述前部與相關聯的後部電氣接通後，所述轉換機構斷開所述後部間的通電；所述轉換機構具有一個主彈性片和一個端子彈性片，所述主彈性片具有施加偏壓力於所述第一和第二後部的第一和第二端，所述端子彈性片具有與所述主彈性片第一和第二端隔開的第一和第二彈性臂；以及所述第一和第二前部的所述後連接端具有與所述第一和第二彈性臂相接合的第一和第二凸輪，當所述前部移向所述連接位置時，所述凸輪推動所述第一和第二彈性臂使其頂住所述第一和第二端，以使所述第一和第二端離開所述第一和第二後部。
8.如權利要求1所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述中心導體支承在所述殼體中，其所述前端呈開口狀並通過所述埠向外開口；還包括具有其尺寸設置為可滑動地容納在所述埠中的一個插頭套管的所述插頭，所述中心軸針在所述套管中軸向成一線，所述中心軸針的尺寸設置為當所述套管插入到所述埠時可滑動地容納在所述前端開口中；所述中心軸針和成對的中心導體界定了在所述成對的中心導體中的所述中心軸針的一部分的重疊長度；以及所述插頭和所述插座相互成形，產生所述重疊長度以具有基本與所述插座的特性阻抗相等的阻抗。
9.如權利要求8所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述重疊部分設置在所述殼體中且基本在所述埠外。
10.如權利要求8所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述重疊部分基本設置在所述套管之外。
11.如權利要求8所述的一種同軸轉換插座組件，其特徵在於所述套管是絕緣的。
12.一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述插座具有帶有一開口引導端的一個中心導體，所述中心導體支承在插座殼體中，其軸線與插座埠同軸成一線，所述開口引導端通過所述埠的向外開口，所述插頭包括一個插頭套管，其尺寸設置為可滑動地容納在所述埠中；以及一個插頭中心軸針，所述中心軸針在所述套管中軸向成一線且其尺寸設置為當所述套管插入到所述埠中時可滑動地容納在所述開口引導端中；所述中心軸針和所述中心導體界定了在所述中心導體中的所述中心軸針的一部分的重疊長度；以及所述插頭和所述插座相互成形，產生所述重疊長度以具有基本與所述插座的特性阻抗相等的阻抗。
13.如權利要求12所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分設置在所述殼體中且基本在所述埠外。
14.如權利要求12所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分基本設置在所述套管之外。
15.如權利要求12所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述套管是絕緣的。
16.如權利要求13所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分基本設置在所述套管之外。
17.如權利要求13或16所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述套管是絕緣的。
18.如權利要求14所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分設置在所述殼體中且基本在所述埠外。
19.如權利要求14或18所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述套管是絕緣的。
20.如權利要求15所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分設置在所述殼體中且基本在所述埠外。
21.如權利要求15或20所述的一種同軸插座和插頭，其特徵在於，所述重疊部分基本設置在所述套管之外。
全文摘要
一種同軸轉換插座組件具有容納在一個殼體中的兩個中心導體。中心導體具有前部和後部,在連接和斷開位置之間兩者可相對彼此軸向移動。在連接位置,前部與後部電氣連接。在斷開位置,前部與後部電氣斷開。當兩前部都處在斷開位置時,容納在其中的轉換機構把兩後部電氣連接,當至少一個前部處在連接位置時,轉換機構將兩後部電氣斷開。
文檔編號H01R13/646GK1252177SQ98803966
公開日2000年5月3日 申請日期1998年3月23日 優先權日1997年4月4日
發明者T·R·芬克, J·D·施密特, A·塞佳迪 申請人:Adc電信股份公司