寬頻探針同軸耦合器的制作方法

本發明涉及一種用于通信、雷達等微波傳輸技術領域的探針同軸耦合器，特別是涉及一種寬頻帶的寬頻探針同軸耦合器。

背景技術：

探針同軸耦合器類似于無隔離的功率分配器，其主要用于微波信號按特定比例耦合或合成功率，是微波技術領域中常用的元件之一，多以同軸結構出現。一般為在主傳輸線上增加一用于耦合輸出的部件，從而實現從主傳輸線中分配出特定的功率從另一端口輸出，輸入功率與耦合輸出功率之間的關系為耦合度。探針同軸耦合器的特點是結構簡單、承載功率大、互調低。

現有的寬頻探針同軸耦合器，例如中國實用新型專利，專利號為ZL201420082592.1所公開的一種結構，其包括同軸線體以及與同軸線體垂直的連接器，所述同軸線體包括由內向外依次分布的第一內導體、第一絕緣體及第一外導體，所述第一絕緣體夾設于第一內導體與第一外導體之間，使第一內導體與第一外導體相互隔離；所述連接器包括第二外導體及第二內導體，所述第二內導體嵌設于第二外導體中且通過絕緣體與第二外導體隔離；所述第二內導體與第一內導體間隔設置，且第二內導體與第一內導體相互垂直。這種結構的同軸耦合器具有耦合起伏小，互調低，駐波比小的優點，但在使用過程中還存在以下缺點：即其耦合度隨頻率增高而大幅增高，導致耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內無法滿足耦合器的耦合平坦度要求，從而大大降低了耦合器的微波信號檢測精度。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種不僅結構簡單、承載功率大、互調低，而且能有效降低耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內滿足耦合平坦度要求，大大提高微波信號檢測精度的寬頻探針同軸耦合器。

為解決上述技術問題，本發明采用這樣一種寬頻探針同軸耦合器，包括主連接器和耦合連接器；所述主連接器包括主連接器內導體、主連接器外導體和設置在所述主連接器內、外導體之間的主連接器絕緣子，所述耦合連接器包括耦合連接器內導體、耦合連接器外導體和設置在所述耦合連接器內、外導體之間的耦合連接器絕緣子，所述主連接器外導體具有一個圓筒形的筒身且在筒身上開設有至少一個徑向通孔，所述耦合連接器可拆卸地固定安裝在所述主連接器外導體的徑向通孔處，且耦合連接器內導體與所述徑向通孔同軸線布置，在所述耦合連接器內導體與耦合連接器外導體和主連接器外導體之間設有至少一個低阻抗段。

作為本發明的一種優選實施方式，所述耦合連接器內導體是由沿主連接器外導體筒身徑向由內向外依次同軸布置的第一小直徑軸段、第一大直徑軸段、第二大直徑軸段和第二小直徑軸段構成的階梯軸；所述第一小直徑軸段和第一大直徑軸段位于所述主連接器外導體的徑向通孔內，且第一小直徑軸段的軸端與主連接器內導體間隔設置，所述第一大直徑軸段與徑向通孔之間具有0.1～0.2mm的空氣間隙，所述第二大直徑軸段和第二小直徑軸段位于所述耦合連接器外導體的筒身內，所述耦合連接器絕緣子緊配合地嵌裝在所述耦合連接器外導體與第二大直徑軸段和第二小直徑軸段之間。

作為本發明的一種改進，在所述第一小直徑軸段與主連接器內導體之間還設有一個具有圓環狀折邊和圓桶形桶體的耦合絕緣子，所述耦合絕緣子緊套在第一小直徑軸段上，所述桶體的圓環狀桶身緊配合地嵌裝在所述主連接器外導體與第一小直徑軸段之間，且所述圓環狀桶身的壁厚為0.6～0.9mm，所述桶體的平板狀桶底與主連接器內導體平行、間隔設置，所述圓環狀折邊與第一大直徑軸段的軸端相抵。

作為本發明的進一步改進，位于所述耦合連接器外導體與第二大直徑軸段之間的耦合連接器絕緣子的壁厚為0.4～0.6mm。

作為本發明的一種優選實施例，所述第一大直徑軸段與徑向通孔之間的空氣間隙為0.15mm，所述耦合絕緣子的圓環狀桶身的壁厚為0.75mm，位于耦合連接器外導體與第二大直徑軸段之間的耦合連接器絕緣子的壁厚為0.5mm。

在本發明中，所述主連接器優選為射頻同軸連接器。

采用上述結構后，本發明具有以下有益效果：

本發明通過在耦合連接器內導體與耦合連接器外導體和主連接器外導體之間設置若干個低阻抗段，相當于在通路內并入若干個電容，形成一階低通濾波器，從而有效降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內滿足了耦合平坦度要求，大大提高了微波信號檢測精度。

本發明通過在耦合連接器內導體的第一大直徑軸段與主連接器外導體的徑向通孔之間設置0.1～0.2mm的空氣間隙，從而在耦合連接器內導體與主連接器外導體之間設置了第一個低阻抗段，相當于在通路內并入一個電容，形成一階低通濾波器，從而有效降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內滿足了耦合平坦度要求。

本發明通過將耦合絕緣子的圓環狀桶身設置0.6～0.9mm的壁厚，從而在耦合連接器內導體與主連接器外導體之間設置了第二個低阻抗段，相當于在通路內并聯入第二個電容，兩個并聯電容形成一階低通濾波器，從而進一步降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內更好地滿足了耦合平坦度要求。

本發明通過將耦合連接器外導體與第二大直徑軸段之間的耦合連接器絕緣子設置0.4～0.6mm的壁厚，從而在耦合連接器內導體與耦合連接器外導體之間設置了第三個低阻抗段，相當于在通路內并聯入第三個電容，三個并聯電容形成一階低通濾波器，從而更進一步降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內更好地滿足了耦合平坦度要求，大大提高了微波信號檢測精度。

本發明第一大直徑軸段與徑向通孔之間的空氣間隙進一步優選為0.15mm，耦合絕緣子的圓環狀桶身的壁厚進一步優選為0.75mm，位于耦合連接器外導體與第二大直徑軸段之間的耦合連接器絕緣子的壁厚進一步優選為0.5mm。采用這樣結構，能更大地降低耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍如1.7－3.6GHz更好地滿足耦合平坦度要求，微波信號的檢測精度更為精確。

本發明可通過調整耦合絕緣子的平板狀桶底的厚度，來調整耦合連接器到主連接器內導體之間的電長度，從而起到對耦合度的微調效果。

本發明結構簡單，承載功率大，互調低。

附圖說明

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

圖1為本發明寬頻探針同軸耦合器的一種結構示意圖。

圖2為本發明中主連接器內導體的一種結構示意圖。

圖3為本發明中主連接器外導體的主視示意圖。

圖4為圖3中沿A－A線的剖視示意圖。

圖5為本發明中主連接器外導體的俯視示意圖。

圖6為本發明中主連接器絕緣子的一種結構示意圖。

圖7為本發明中耦合連接器內導體的一種結構示意圖。

圖8為本發明中耦合連接器外導體的一種結構示意圖。

圖9為本發明中耦合連接器外導體的俯視示意圖。

圖10為本發明中耦合連接器絕緣子的一種結構示意圖。

圖11為本發明中耦合連接器安裝在徑向通孔處的一種安裝結構示意圖。

圖12為本發明中耦合絕緣子的一種結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1至圖12所示的一種寬頻探針同軸耦合器，包括主連接器1和耦合連接器2；所述主連接器1包括主連接器內導體1－1、主連接器外導體1－2和設置在所述主連接器內、外導體1－1，1－2之間的主連接器絕緣子1－3，所述耦合連接器2包括耦合連接器內導體2－1、耦合連接器外導體2－2和設置在所述耦合連接器內、外導體2－1，2－2之間的耦合連接器絕緣子2－3，所述主連接器外導體1－2具有一個圓筒形的筒身且在筒身上開設有至少一個徑向通孔3，所述耦合連接器2可拆卸地固定安裝在所述主連接器外導體1－2的徑向通孔3處，且耦合連接器內導體2－1與所述徑向通孔3同軸線布置，在所述耦合連接器內導體2－1與耦合連接器外導體2－2和主連接器外導體1－2之間設有至少一個低阻抗段。在本發明中，如圖1、3、4、5、11所示，本發明通過螺釘5將耦合連接器外導體2－2固定安裝在主連接器外導體1－2的徑向通孔3處，從而將耦合連接器2可拆卸地固定安裝在徑向通孔3處，所述徑向通孔3圖示為一個，本發明可設有多個，圖中未示。另外，所述主連接器絕緣子1－3可設為沿主連接器內導體1－1軸向前后各一個，在主連接器絕緣子1－3與主連接器內、外導體1－1，1－2之間及主連接器外導體1－2的前端面上分別設有一個密封圈6，前后兩處主連接器絕緣子1－3保證主連接器1的支撐良好，密封圈6保證主連接器1的內、外部密封性。

作為本發明的一種優選實施方式，如圖1、7、11所示，所述耦合連接器內導體2－1是由沿主連接器外導體1－2筒身徑向由內向外依次同軸布置的第一小直徑軸段2－1a、第一大直徑軸段2－1b、第二大直徑軸段2－1c和第二小直徑軸段2－1d構成的階梯軸；所述第一小直徑軸段2－1a和第一大直徑軸段2－1b位于所述主連接器外導體1－2的徑向通孔3內，且第一小直徑軸段2－1a的軸端與主連接器內導體1－1間隔設置，所述第一大直徑軸段2－1b與徑向通孔3之間具有0.1～0.2mm的空氣間隙L1，所述第二大直徑軸段2－1c和第二小直徑軸段2－1d位于所述耦合連接器外導體2－2的筒身內，所述耦合連接器絕緣子2－3緊配合地嵌裝在所述耦合連接器外導體2－2與第二大直徑軸段2－1c和第二小直徑軸段2－1d之間。

作為本發明的一種改進，如圖1、11、12所示，在所述第一小直徑軸段2－1a與主連接器內導體1－1之間還設有一個具有圓環狀折邊4－1和圓桶形桶體的耦合絕緣子4，所述耦合絕緣子4緊套在第一小直徑軸段2－1a上，所述桶體的圓環狀桶身4－2a緊配合地嵌裝在所述主連接器外導體1－2與第一小直徑軸段2－1a之間，且所述圓環狀桶身4－2a的壁厚L2為0.6～0.9mm，所述桶體的平板狀桶底4－2b與主連接器內導體1－1平行、間隔設置，所述圓環狀折邊4－1與第一大直徑軸段2－1b的軸端相抵。本發明可通過調整平板狀桶底4－2b的厚度W，來調整耦合連接器到主連接器內導體之間的電長度，從而起到對耦合度進行微調的有益效果。

作為本發明的進一步改進，如圖11所示，位于所述耦合連接器外導體2－2與第二大直徑軸段2－1c之間的耦合連接器絕緣子2－3的壁厚L3為0.4～0.6mm。

作為本發明的一種優選實施例，所述第一大直徑軸段2－1b與徑向通孔3之間的空氣間隙L1為0.15mm，所述耦合絕緣子4的圓環狀桶身4－2a的壁厚L2為0.75mm，位于耦合連接器外導體2－2與第二大直徑軸段2－1c之間的耦合連接器絕緣子2－3的壁厚L3為0.5mm。采用這樣結構，能更大地降低耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍如1.7－3.6GHz更好地滿足耦合平坦度要求，微波信號的檢測精度更為精確。

在本發明中，所述主連接器1優選為射頻同軸連接器。

如圖1、11所示，本發明通過在耦合連接器內導體2－1的第一大直徑軸段2－1b與主連接器外導體1－2的徑向通孔3之間設置0.1～0.2mm的空氣間隙L1，從而在耦合連接器內導體2－1與主連接器外導體1－2之間設置了第一個低阻抗段A，通過將耦合絕緣子4的圓環狀桶身4－2a的壁厚L2設置為0.6～0.9mm，從而在耦合連接器內導體2－1與主連接器外導體1－2之間設置了第二個低阻抗段B，通過將耦合連接器外導體2－2與第二大直徑軸段2－1c之間的耦合連接器絕緣子2－3的壁厚L3設置為0.4～0.6mm，從而在耦合連接器內導體2－1與耦合連接器外導體2－2之間設置了第三個低阻抗段C，本發明通過在耦合連接器內導體2－1與耦合連接器外導體2－2和主連接器外導體1－2之間設置若干個低阻抗段，例如上述的一個或二個或三個低阻抗段，相當于在通路內并聯入若干個電容，例如同時并聯入一個或二個或三個電容，所述電容形成一階低通濾波器，從而有效降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內如1.7－3.6GHz滿足了耦合平坦度要求，大大提高了微波信號檢測精度。

經過試用，本發明不僅結構簡單、承載功率大、互調低，而且有效降低了耦合度隨頻率增高的幅度，使耦合度曲線在更寬的頻帶范圍內如1.7－3.6GHz滿足了耦合平坦度要求，大大提高了微波信號檢測精度，取得了良好的效果。