一種宇航用射頻電纜組件的制作方法

本發明屬于微波射頻無源器件技術領域，尤其涉及一種宇航用射頻電纜組件。

背景技術：

現有的K型2.92電纜組件由于采用傳統的電纜組件結構，未針對溫度交變下電纜絕緣層端面變化情況進行限位設計，并且絕緣材料多選擇低介電常數低物理特性的材料，耐力學性能以及耐輻照能力較差，故，不能滿足高低溫突變、高輻射空間環境及真空狀態下傳輸微波信號的使用要求，且在高頻振動以及高低溫交變下易產生微波傳輸參數惡化的現象，影響通信鏈路傳輸，降低了整個產品的可靠性。因此，亟需設計一種能夠滿足高低溫突變、高輻射空間環境及真空狀態下傳輸微波信號的使用要求的電纜組件，以提高整個天線系統的性能和可靠性。

技術實現要素：

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種宇航用射頻電纜組件，滿足高低溫突變、高輻射空間環境及真空狀態下傳輸微波信號的使用要求，以提高整個天線系統的性能和可靠性。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種宇航用射頻電纜組件，包括：結構相同的第一射頻連接器(100)和第二射頻連接器(200)，以及，射頻同軸電纜(300)和標記縮套管(400)；所述射頻同軸電纜(300)的兩端分別與所述第一射頻連接器(100)和第二射頻連接器(200)連接；所述標記縮套管(400)包裹在所述射頻同軸電纜(300)外側；

其中，所述第一射頻連接器(100)，包括：中心線位于同一軸線上的插針(1)、第一絕緣子(2)、壓套(3)、第二絕緣子(4)、焊套(5)、緊固螺母(6)和殼體(7)；

所述插針(1)包括：直徑逐級增大的插針頭部(11)和插針尾部(12)，以及設置在插針尾部(12)上的中心孔(13)；

第一絕緣子(2)套裝在插針頭部(11)上；

第二絕緣子(4)套裝在插針尾部(12)上；

所述中心孔(13)與所述射頻同軸電纜(300)的內芯焊接連接；

所述壓套(3)設置在所述第二絕緣子(4)與所述殼體(7)的內壁之間；

所述焊套(5)與射頻同軸電纜(300)的一端套裝焊接；

所述緊固螺母(6)套裝于焊套(5)上；

所述插針(1)、第一絕緣子(2)、壓套(3)、第二絕緣子(4)、焊套(5)和緊固螺母(6)位于所述殼體(7)的內腔中。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述第一絕緣子(2)包括：順序連接的環形凸臺部(21)和凸緣部(23)；

所述緊固螺母(6)包括：順序布置的螺母第一端部(61)和螺母第二端部(62)；其中，所述螺母第一端部(61)設置有外螺紋，所述螺母第一端部(61)內側設置有第一臺階(63)以及第二臺階(64)；

所述焊套(5)包括：順序布置的焊套第一端部(51)和焊套第二端部(52)，以及，設置在所述焊套第二端部(52)的內環槽(53)；

所述殼體(7)包括：外部順序布置的、直徑逐漸增大的圓柱部(71)、第一臺階部(72)以及第二臺階部(73)，以及，內部順序布置的、直徑依次增大的第一腔(74)、第二腔(75)、第三腔(76)和第四腔(77)，以及，第一腔(74)與第二腔(75)之間形成的第一臺階面(78)、第二腔(75)與第三腔(76)之間形成的第二臺階面(79)，以及，設置在所述圓柱部(71)上的前端面凸環(712)。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述第一絕緣子(2)設置在所述殼體(7)的第一腔(74)內；其中，所述第一絕緣子(2)的外壁與所述第一腔(74)的腔壁接觸，所述第一絕緣子(2)的凸緣部(23)抵接所述殼體(7)的第一臺階面(78)；

所述壓套(3)設置在所述殼體(7)的第二腔(75)內；其中，所述壓套(3)的外壁與所述第二腔(75)的腔壁接觸，所述壓套(3)的底端抵接所述殼體(7)的第二臺階面(79)，所述壓套(3)的內腔壁與所述插針尾部(12)之間形成第一空氣段；

所述第二絕緣子(4)設置在所述殼體(7)的第二腔(75)內、所述壓套(3)與所述插針(1)之間；其中，所述第二絕緣子(4)的外壁與所述壓套(3)的內腔壁接觸；所述第二絕緣子(4)的底部抵接所述殼體(7)的第二臺階面(79)。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述焊套(5)設置在所述殼體(7)的第三腔(76)和第四腔(77)內；其中，所述焊套第一端部(51)的前端面與所述殼體(7)的第二臺階面(79)以及所述壓套(3)的尾部接觸限位；

所述緊固螺母(6)的螺母第一端部(61)設置在所述殼體(7)的第四腔(77)內；其中，所述第四腔(77)的腔壁上設置有內螺紋，與所述螺母第一端部(61)上的外螺紋配合連接；所述螺母第二端部(62)位于所述第四腔(77)外側，對所述緊固螺母(6)進行限位；設置在所述螺母第一端部(61)內側的第一臺階(63)與所述焊套第二端部(52)的后端面接觸限位；所述緊固螺母(6)的第二臺階(64)與設置在所述焊套第二端部(52)的內環槽(53)之間構成焊錫流淌空間。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述射頻同軸電纜(300)的電纜線芯與插針(1)焊接連接；

其中，所述射頻同軸電纜(300)的電纜線芯通過所述插針尾部(12)的臺階與所述第一絕緣子(2)的環形凸臺部(21)接觸，使所述第一絕緣子(2)與所述殼體(7)的前端面凸環(712)壓緊，對射頻同軸電纜(300)的電纜線芯前限位，并形成第二空氣段；以及，通過第二絕緣子(4)與射頻同軸電纜(300)的端面壓緊，對射頻同軸電纜(300)的電纜線芯后限位。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述殼體(7)還包括：設置在所述前端面凸環(712)上的環形凹槽(711)；其中，所述環形凹槽(711)與殼體(7)的內腔連通。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述第一射頻連接器(100)還包括：連接螺母(9)和卡簧(8)；所述殼體(7)還包括：設置在所述第一臺階部(72)上的彈簧卡槽(710)；

所述卡簧(8)設置在所述彈簧卡槽(710)內；

所述連接螺母(9)通過所述卡簧(8)與所述殼體(7)連接。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述第一絕緣子(2)包括：沿所述第一絕緣子(2)的中軸線均勻分布的多個第一通孔；

所述第二絕緣子(4)包括：沿所述第二絕緣子(4)的中軸線均勻分布的多個第二通孔。

在上述宇航用射頻電纜組件中，所述電纜(300)為柔性或半柔性射頻同軸電纜；

所述第一絕緣子(2)為改性聚苯醚材料；

所述第二絕緣子(4)為聚醚酰亞胺材料。

本發明具有以下優點：

(1)本發明中所述的宇航用射頻電纜組件，采用雙絕緣子支撐設計，可承受較高振動沖擊以及溫度交變沖擊，降低了電纜組件在外界環境突變下微波傳輸參數惡化的風險，在保證優良微波傳輸參數的基礎上實現了電纜組件的高可靠耐空間環境性能。

(2)本發明中所述的宇航用射頻電纜組件，采用兩段不同材料及結構的第一絕緣子和第二絕緣子，與傳統的六孔開槽式或圓柱帶臺階結構的單個絕緣子相比，機械性能得到了增強，使得本發明所述的宇航用射頻電纜組件具有高可靠特性。

(3)本發明中所述的宇航用射頻電纜組件，采用插針與電纜之間設置絕緣塞片的結構，絕緣塞片可對電纜內芯進行前后限位，與傳統的空氣間隙結構相比，可配接超短電纜(如，長度小于30mm的電纜)，進一步增強了本發明所述的宇航用射頻電纜組件的耐環境性能以及機械性能，具有高可靠特性。

(4)本發明的緊固螺母與焊套的臺階以及倒角構成的空腔結構，可使焊套尾部溢出焊錫形成理想的倒圓弧角，與傳統的尾部無倒角焊套結構相比，提高了本發明焊套焊接時的成品率和可靠性。

(5)本發明中所述的宇航用射頻電纜組件具體可以為K型2.92電纜組件,由于采用了精密微波參數仿真優化設計技術、高比強度絕緣子結構補償設計技術以及耐溫變限位結構設計技術，并且采用的絕緣子材料物理性能可靠，因此工作頻帶更寬，功率更高，微波傳輸性能及耐空間環境性能更好。本發明所述的宇航用射頻電纜組件的工作頻率可以為DC～40GHz，駐波比小于1.30，工作溫度為-100℃～+130℃，可在高真空環境下工作，實現空間任意位置K型2.92接口間的連接。

附圖說明

圖1是本發明實施例中一種宇航用射頻電纜組件的連接結構示意圖；

圖2是本發明實施例中一種射頻連接器的裝配示意圖；

圖3是圖2所示的射頻連接器的剖面結構示意圖；

圖4是圖2所示的射頻連接器中的第一絕緣子的結構示意圖；

圖5是圖2所示的射頻連接器中的第二絕緣子的結構示意圖；

圖6是圖2所示的射頻連接器中的緊固螺母的結構示意圖；

圖7是圖2所示的射頻連接器中的焊套的結構示意圖；

圖8是圖2所示的射頻連接器中的殼體的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明公共的實施方式作進一步詳細描述。

參照圖1，示出了本發明實施例中一種宇航用射頻電纜組件的連接結構示意圖。其中，所述宇航用射頻電纜組件包括：結構相同的第一射頻連接器100和第二射頻連接器200，以及，射頻同軸電纜300和標記縮套管400。

在本實施例中，所述射頻同軸電纜300的兩端分別與所述第一射頻連接器100和第二射頻連接器200連接；所述標記縮套管400包裹在所述射頻同軸電纜300外側。其中，所述電纜300可以是柔性或半柔性射頻同軸電纜；所述電纜300的長度可以根據需要在裝配前按需裁剪，并根據需要在裝配前進行彎曲或在使用時進行彎曲。

參照圖2，示出了本發明實施例中一種射頻連接器的裝配示意圖；參照圖3，是圖2所示的射頻連接器的剖面結構示意圖。如前所述，由于第一射頻連接器100和第二射頻連接器200的結構尺寸完全一致，故，在本實施例中，以第一射頻連接器100為例進行說明，第二射頻連接器200的具體結構可以參照所述第一射頻連接器100的結構描述。

在本實施例中，結合圖2和圖3，所述第一射頻連接器100，具體可以包括：中心線位于同一軸線上的插針1、第一絕緣子2、壓套3、第二絕緣子4、焊套5、緊固螺母6和殼體7。其中，所述插針1包括：直徑逐漸增大的插針頭部11和插針尾部12，以及設置在插針尾部12上的中心孔13。

在本實施例中，第一絕緣子2套裝在插針頭部11上；第二絕緣子4套裝在插針尾部12上；所述射頻同軸電纜300的內芯伸入所述中心孔13，并通過焊接的方式與所述中心孔13連接。壓套3設置在所述第二絕緣子4與所述殼體7的內壁之間；所述焊套5與射頻同軸電纜300的一端套裝焊接。緊固螺母6套裝于焊套5上。所述插針1、第一絕緣子2、壓套3、第二絕緣子4、焊套5和緊固螺母6位于所述殼體7的內腔中。

下面結合本發明實施例所述的宇航用射頻電纜組件中各個零部件的具體結構，對所述宇航用射頻電纜組件中的各個零部件之間的具體連接關系進行詳細說明。

參照圖4，是圖2所示的射頻連接器中的第一絕緣子的結構示意圖。如圖4，所述第一絕緣子2具體可以包括：順序連接的環形凸臺部21和凸緣部23，以及，沿所述第一絕緣子2的中軸線均勻分布的多個第一通孔(如圖4中所示的第一通孔22。優選的，在本實施例中，所述第一通孔的數量可以是6個，所述6個第一通孔降低了第一絕緣子2的綜合介電系數，有利于阻抗匹配。

參照圖5，是圖2所示的射頻連接器中的第二絕緣子的結構示意圖。如圖5，所述第二絕緣子4具體可以包括：沿所述第二絕緣子4的中軸線均勻分布的多個第二通孔(如圖5中所示的第二通孔41)。優選的，在本實施例中，所述第二通孔的數量可以是6個，所述6個第二通孔的作用與上述6個第一通孔的作用類型，可以降低第二絕緣子4的綜合介電系數，有利于阻抗匹配。

參照圖6，是圖2所示的射頻連接器中的緊固螺母的結構示意圖。如圖6，所述緊固螺母6具體可以包括：順序布置的螺母第一端部61和螺母第二端部62。其中，所述螺母第一端部61設置有外螺紋，所述螺母第一端部61內側設置有第一臺階63以及第二臺階64。

參照圖7，是圖2所示的射頻連接器中的焊套的結構示意圖。如圖7，所述焊套5具體可以包括：順序布置的焊套第一端部51和焊套第二端部52，以及，設置在所述焊套第二端部52的內環槽53。

參照圖8，是圖2所示的射頻連接器中的殼體的結構示意圖。如圖8，所述殼體7具體可以包括：外部順序布置的、直徑逐漸增大的圓柱部71第一臺階部72以及第二臺階部73，以及，內部順序布置的、直徑依次增大的第一腔74、第二腔75、第三腔76和第四腔77，以及，第一腔74與第二腔75之間形成的第一臺階面78、第二腔75與第三腔76之間形成的第二臺階面79，以及，設置在所述圓柱部71上的前端面凸環712。

結合上述圖2-8可知：

第一絕緣子2設置在所述殼體7的第一腔74內。其中，所述第一絕緣子2的外壁與所述第一腔74的腔壁接觸，所述第一絕緣子2的凸緣部23抵接所述殼體7的第一臺階面78。

壓套3設置在所述殼體7的第二腔75內。其中，所述壓套3的外壁與所述第二腔75的腔壁接觸，所述壓套3的底端抵接所述殼體7的第二臺階面79，所述壓套3的內腔壁與所述插針尾部12之間形成第一空氣段。其中，所述壓套3的內腔壁與所述插針尾部12之間形成第一空氣段有利于阻抗匹配。

第二絕緣子4設置在所述殼體7的第二腔75內、所述壓套3與所述插針1之間。其中，所述第二絕緣子4的外壁與所述壓套3的內腔壁接觸；所述第二絕緣子4的底部抵接所述殼體7的第二臺階面79。

焊套5設置在所述殼體7的第三腔76和第四腔77內；其中，所述焊套第一端部51的前端面與所述殼體7的第二臺階面79以及所述壓套3的尾部接觸限位。

緊固螺母6的螺母第一端部61設置在所述殼體7的第四腔77內。其中，所述第四腔77的腔壁上設置有內螺紋，與所述螺母第一端部61上的外螺紋配合連接；所述螺母第二端部62位于所述第四腔77外側，對所述緊固螺母6進行限位；設置在所述螺母第一端部61內側的第一臺階63與所述焊套第二端部52的后端面接觸限位；所述緊固螺母6的第二臺階64與設置在所述焊套第二端部52的內環槽53之間構成焊錫流淌空間。

射頻同軸電纜300的電纜線芯與插針1焊接連接。其中，所述射頻同軸電纜300的電纜線芯通過所述插針尾部12的臺階與所述第一絕緣子2的環形凸臺部21接觸，使所述第一絕緣子2與所述殼體7的前端面凸環712壓緊，對射頻同軸電纜300的電纜線芯前限位，并形成第二空氣段；以及，通過第二絕緣子4與射頻同軸電纜300的端面壓緊，對射頻同軸電纜300的電纜線芯后限位。其中，需要說明的是，在本實施例中，第一絕緣子2與所述殼體7的前端面凸環712形成的第二空氣段有利于阻抗補償；其次，所述第一絕緣子2和第二絕緣子4共同實現對射頻同軸電纜300的內芯的限位，兩個絕緣子均具有精密阻抗補償性能及高比強度，將殼體7與插針1及電纜內芯完全隔離開，增強了本發明實施例所述的宇航用射頻電纜組件的防真空微放電能力；此外，所述第一絕緣子2和第二絕緣子4構成的雙絕緣支撐結構機械可靠性高，提高了所述宇航用射頻電纜組件在宇航空間環境下的可靠性。

在本發明的一優選實施例中，如圖8所示，所述殼體7還包括：設置在所述前端面凸環712上的環形凹槽711，其中，所述環形凹槽711與殼體7的內腔連通，有利于殼體7的內腔空氣在氣壓降低的環境中迅速排出，提高了所述宇航用射頻電纜組件在高低溫交變環境下的防真空微放電和防低氣壓放電能力，使得本發明實施例所述的宇航用射頻電纜組件具有良好的耐空間環境性能。

在本發明的另一優選實施例中，結合圖2和3，所述第一射頻連接器100還可以包括：連接螺母9和卡簧8；進一步，如圖8，所述殼體7還可以包括：設置在所述第一臺階部72上的彈簧卡槽710。其中，所述卡簧8設置在所述彈簧卡槽710內；所述連接螺母9通過所述卡簧8與所述殼體7連接。

需要說明的是，在宇航元器件中，常用的絕緣材料有四種：聚四氟乙烯、改性聚苯醚、聚醚酰亞胺以及聚醚醚酮。可以選擇任意一種絕緣材料加工得到所述第一絕緣子2和所述第二絕緣子4，優選的，在本實施例中，所述第一絕緣子2可以為改性聚苯醚材料，所述第二絕緣子4可以為聚醚酰亞胺材料。

綜上所述,本發明中所述的宇航用射頻電纜組件，采用雙絕緣子支撐設計，可承受較高振動沖擊以及溫度交變沖擊，降低了電纜組件在外界環境突變下微波傳輸參數惡化的風險，在保證優良微波傳輸參數的基礎上實現了電纜組件的高可靠耐空間環境性能。

其次，兩段不同材料及結構的第一絕緣子和第二絕緣子，與傳統的六孔開槽式或圓柱帶臺階結構的單個絕緣子相比，機械性能得到了增強，使得本發明所述的宇航用射頻電纜組件具有高可靠特性。

再次，采用插針與電纜之間設置絕緣塞片的結構，絕緣塞片可對電纜內芯進行前后限位，與傳統的空氣間隙結構相比，可配接超短電纜(如，長度小于30mm的電纜)，進一步增強了本發明所述的宇航用射頻電纜組件的耐環境性能以及機械性能，具有高可靠特性。

進一步的，本發明的緊固螺母與焊套的臺階以及倒角構成的空腔結構，可使焊套尾部溢出焊錫形成理想的倒圓弧角，與傳統的尾部無倒角焊套結構相比，提高了本發明焊套焊接時的成品率和可靠性。

此外，本發明中所述的宇航用射頻電纜組件具體可以為K型2.92電纜組件,由于采用了精密微波參數仿真優化設計技術、高比強度絕緣子結構補償設計技術以及耐溫變限位結構設計技術，并且采用的絕緣子材料物理性能可靠，因此工作頻帶更寬，功率更高，微波傳輸性能及耐空間環境性能更好。本發明所述的宇航用射頻電纜組件的工作頻率可以為DC～40GHz，駐波比小于1.30，工作溫度為-100℃～+130℃，可在高真空環境下工作，實現空間任意位置K型2.92接口間的連接。

以上所述，僅為本發明最佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。