5G通信系统多通道连接器解决方案

　　为顺应5G通信天线小型化和多极化，作者提出了一种多通道射频系列解决方案，其中包括有圆形多通道连接器，和异形多通道连接器。所述的圆形多通道连接器包括有圆形插座和圆形插头，所述的异形多通道连接器包括有异形插座和异形插头；本技术的多通道连接器系列，从方案及结构设计上就具有优良的工艺制造性和快捷的现场安装维护特性。（注：本技术已获得专利授权）

　　一、概述

　　当前和后一个时期，通信行业的热点正是备战5G。而5G通信系统的最佳性能，是实现随时随地100Mbps的绝佳体验，在5G初期部署时，则要优先考虑连续大带宽的频谱，即新的4×4MIMO（多收多发）技术需要更多的射频单元，天线以及其它天馈配套产品则出现了更多的端口；灵活的CA（载波聚合）技术需要设备支持更多的频段，因此，射频同轴连接器朝着小型化，以及集成化方向发展是长期的方向。

　　在移动通信射频系统中，射频多通道、低频多通道以及混频多通道连接器，在射频传输设备中具有独到的应用优势；它可以比较方便的实现各种电气传输互连接端口的模块化和产品的系列化，可以最大限度的减小设备的安装空间，可以最大限度的实现从制造到应用的高效力，可以最大限度的提升通信设备的内部品质和外观品质。

　　然而，随着移动通信技术突飞猛进的发展，目前市场上的多通道连接器经过几年来的应用也显现出来了以下方面的缺陷和不足：

　　1、其插座与插头一般为螺纹（或者法兰螺钉）连接方式，不支持快插安装。

　　2、其的组件接触对组装后不可拆卸，更不能互换通用。

　　3、其插座与插头的制造工艺复杂，尤其是组装后还需要进行注胶封装，故制造成本不仅高，其产品质量也难以提升。

　　二、一种多通道射频系列解决方案

　　本技术的目的就是为了克服上述的缺陷和不足之处，提供了一种多通道连接器系列解决方案。

　　一种多通道连接器系列解决方案，包括了圆形多通道连接器，和异形多通道连接器。

　　所述的圆形多通道连接器包括有圆形插座和圆形插头，所述的异形多通道连接器包括有异形插座和异形插头；所述的圆形多通道连接器和异形多通道连接器均具有单手快插的安装方式，其中圆形多通道连接器中的圆形插座还支持单手螺纹连接的安装方式。

　　在所述的圆形多通道连接器和异形多通道连接器内部包括有两组以上的可以相互插合（以及分离）的组件接触对（包括高低频及其它电接触对混装形式）；所述的组件接触对，包括有孔组件和针组件。所述的组件接触对还可以在圆形多通道和任意多边形多通道连接器内部互换通用性组装。

　　本技术的多通道连接器系列，从方案及结构设计上就具有优良的工艺制造性和快捷的现场安装和维护特性。

　　参见图1：所述的圆形多通道连接器，包括有圆形插座（110）和圆形插头（210），所述的圆形插座（110）可以安装在设备（000）上，及其它需要连接和分离的场合。

 

 

　　图 1

　　参见图2：所述的圆形插座（110）其内部包括有两组以上的孔组件（111）；所述的孔组件（111）被装嵌在衬套（112）内；所述衬套（112）内的各孔上设置有轴向定位面（112d）和径向定位面（112e）。同时，衬套（112）与孔组件（111）之间由密封圈（112b）密封；所述衬套（112）设置在圆形插座外壳（113）内部，配合面之间设置有密封圈（113a）；在衬套（112）外圆前端设置有一个主键槽（112a） 和若干个副键槽（或副键），在外部对应于主键槽（112a）设置有方向标记113h，所述的副键槽（或副键）设置成不对称的分布，并与圆形插头（210）保持相同对准分布。在所述圆形插座外壳（113）外部后端设置有法兰边（113b）和密封圈（113c），在中段设置有外螺纹（113d），所述的外螺纹（113d）可以支持当圆形插头（210）为螺套（01b）连接时的安装方式。在外螺纹（113d）的底径面设置有对称两平面113f（用于与通信设备000时安装）。所述的圆形插座外壳（113） 在其前端设置有设置有若干个滚珠（113e），在其端面设计有归一化的插座基准面（1131）。另外，圆形插座（110）还配置有平垫圈（114）、弹性垫圈（115）和螺母（116）。在衬套（112）与圆形插座外壳（113）径向配合面上设置有密封圈（113a）；在圆形插座外壳（113）与圆形插头外壳（212）所插合的孔底还设置有密封垫（112c）。

 

 

　　图 2

　　参见图3：所述的圆形插头（210）其内部包括有两组以上的针组件（211）；所述的针组件（211）由多孔密封垫（211d）、多孔压板（211e）、紧固螺套（211f）压紧并密封在圆形插头外壳（212）内部；所述圆形插头外壳（212）内部的各孔内部设置有轴向定位面（212e）和径向定位面（212f）。所述圆形插头外壳（212）内部前端设置有一个主键（212a），和若干个副键（或副键槽），其中副键（或副键槽）为不对称性的分布，并与插座（110）保持相同的对准分布；在所述圆形插头外壳（212）外部还设置有方向标记212c，同时，在外部前段还设置有解锁套（213）；在解锁套（213）内部设置有弹簧（214）；所述圆形插头外壳（212）在其外部设置有归一化的插头基准面（2121），在所述插头轴向基准面（2121）前段还设置有滚珠槽（212d）；在其外部后段还设置有单线或多线外螺纹（212b），此外螺纹（212b）支持安装防护套的安装或者作为手持面，其螺旋副的当量摩擦角设计在安全自锁角内。

 

 

　　图 3

　　参见图4：所述的螺套（11）其内部设置有与圆形插座（110）上外螺纹（113d）相匹配的内螺纹（01a），以及止挡面（01b）；当圆形多通道连接器需要采用螺纹连接方式时，将所述的圆形插头（210）上的解锁套（213），以及内部的弹簧（214）两个构件换装上螺套（01b），则实现了螺纹连接的安装方式；也就是说圆形插座（110）可以兼容圆形螺纹连接的插头。

 

 

　　图 4

　　参见图5：所述的异形多通道连接器，包括有异形插座（01）和异形插头（02），所述的异形插座（01）可以安装在设备（00）上，及其它需要连接和分离的场合。

 

 

　　图 5

　　参见图6：所述的异形插座（01）其内部包括有两组以上的孔组件（111）；所述的孔组件（111）被装嵌在异形衬套（010）内；所述的异形衬套（010）上设置有轴向定位面（0106）和径向定位面（1017）；所述异形衬套（010）与孔组件（111）之间由密封圈（0101）密封；所述异形衬套（010）设置在异形插座外壳（020）内部，配合面之间设置有密封圈（0102）；在异形衬套（010）外前端设置有机械基准面（0103a），在内部设置有一个以上的方向凸面（或方向凹面0103）；在该方向凸面（或方向凹面0103）对边的外部设置有方向标记021；所述的方向标记（021）与异形插头（02）上的方向标记（0301）保持相同对准分布。在所述异形插座外壳（113）外部后端设置有法兰边（022）和密封圈（0105）；在前端还设置有设置有若干个滚珠（0104）。另外，在异形插座外壳（020）与异形插头外壳（0500）所插合的底端还设置有密封垫（0108）。

 

 

　　图 6

　　参见图7：所述的异形插头（02）其内部包括有两组以上的针组件（211）；所述的针组件（211）由孔密封垫（0211d）、孔压板（0211e）、紧固螺套（0211f）压紧并密封在异形插头外壳（0500）内部；所述异形插头外壳（0500）内部的各孔内部设置有轴向定位面（0503）和径向定位面（0504）。所述异形插头外壳（0500）外部前端设置有方向凹面（或方向凸面0505）；在异形插头外壳（0500）外部设置有异形解锁套（0300）；在异形解锁套（0300）内部设置有异形弹簧（0400）；在异形插头外壳（0500）外部还设置有异形止档边（0502）， 异形插头基准面（0507）以及异形滚珠槽（0501）；在所述的异形解锁套（0300）内部后端设计有止档环（0302），异形解锁套（0300）外部设置有方向标记（0301），所述的方向标记（0301）与异形插座（01）上的方向标记（021）保持相同的对准分布。

 

 

　图 7

　　参见图8：所述的孔组件（111）包括有电缆（111a）和孔接触头（111b），所述的孔接触头（111b）包括有孔内导体（111ba），孔外导体（111bb），孔绝缘套（111bc），外衬套（111bf），电缆固定套（111be），外密封（111bh），内密封（111bg）。在所述的外导体（111bb）上还设置有轴向定位（111bba）和径向定位（111bbc），以及电接触面（111bbd）。在所述的内导体（111ba）上设置有开槽的弹性孔（111baa）。

 

 

　　图 8

　　参见图9：所述的针组件（211）包括有电缆（211b）和针接触头（211c），所述的针接触头（211c）包括有针内导体（211ca），针外导体（211cb），针绝缘套（211cc）；在所述的针外导体（211cb）上还设置有轴向定位（211cd）和径向定位（211cg），以及电接触凸面（211ce）。在所述的针外导体（211cb）上为开槽的弹性体（211cf）。

 

 

　　图 9

　　本技术产品插座与插头的互连接与分离操作以及电接触机理

　　1、圆形插座（110）和圆形插头（210）的互连接及电接触机理

　　单手握住圆形插头（210）上的圆形插头外壳（212），并使圆形插头（210）上的方向标记（212c）与圆形插座（110）上的向标记（113h）大约对准，同时插入；此时圆形插头外壳（212）上的导入面（212c）将滚珠（113e）顶开，而滚珠（113e）随机也将解锁套（213）抵住，此时弹簧（214）被压缩；随着圆形插头（210）继续插入，当插座基准面（1131）与插头基准面（2121）吻合时，则圆形插头（210）上的滚珠槽（212d）也到达了圆形插座（110）上的滚珠（113e）的位置；而滚珠（113e）则在弹簧（214）力的作用下通过解锁套（213）上的紧箍面（213a）将若干个滚珠（113e）箍紧在滚珠槽（212d）内；由此，圆形插头（210）与圆形插座（110）实现了快速连接与锁紧。其中各通道的孔组件（111）和针组件（211），通过孔接触头（111b）和针接触头（211c）也实现了良好的电接触。

　　2、圆形插座（110）和圆形插头（210）的分离

　　圆形插座（110）和圆形插头（210）的分离时，仅需要单手单手握住圆形插头（210）上的解锁套（213）向后拉即可。

　　3、异形插座（01）和异形插头（02）的互连接及电接触机理

　　单手握住异形插头（02）上的异形插头外壳（0500），并使异形插头（02）上的方向标记（0301）与异形插座（01）上的向标记（021）大约对准，同时插入；此时异形插头外壳（0500）上的导入面（0506）将滚珠（0104）顶开，而滚珠（0104）随机也将异形解锁套（0300）抵住，此时异形弹簧（0400）被压缩；随着异形插头（02）继续插入，当异形插座基准面（0103a）与异形插头基准面（0507）吻合时，则异形插头（02）上的异形滚珠槽（0501）也到达了异形插座（01）上的滚珠（0104）的位置；而滚珠（0104）则在异形弹簧（0400）力的作用下通过异形解锁套（0300）内部的紧箍面将若干个滚珠（0104）箍紧在异形滚珠槽（0501）内；由此，异形插头（02）与异形插座（01）实现了快速连接与锁紧。其中各通道的孔组件（111）和针组件（211），通过孔接触头（111b）和针接触头（211c）也实现了良好的电接触。

　　三、本技术方案的有益效果

　　1、本技术的组件接触对，其外导体（电气连接界面）优选的径向弹性面接触设计，使接触间的压力被恒定在一个有效的区间；而不再受环境的或人为的外力（三维及交变的振动与冲击）影响，最充分地降低（或消除）了各组件接触对电气连接触时，所发生的非线性接触（或瞬间的），从而降低（或消除）了电接触干扰源的产生；解决了各通道电连接端口静态和动态电气性能的稳定性。

　　2、本技术的各组件接触对，其可拆卸与分离的优选设计，以及各通道机械基准面归一化的设计；使射频阻抗得到了最佳的补偿，最充分地保持了射频信道的阻抗连续性；同时，使插座与插头连接后保证了各通道电长度的一致性；因此，本技术具备更宽的射频带宽和更低的回波损耗特性；以及更小的相位差。同时，为批量生产检验过程，以及设备系统的维护与维修创造了简易便捷化的条件。

　　3、本技术的滚珠机构锁紧和解锁的优选设计，使其圆形多通道连接器和异形多通道连接器，更轻松可靠的实现了快速插合和快速分离的功能，而圆形多通道连接器中的圆形插座更是兼备有快插和螺纹连接的双重功能。所述的快插连接仅需要单手操作便可轻松实现多通道的可靠电连接。

　　4、本技术键与键槽的不对称优选设计，实现了盲插功能，在保证各通道组件接触对互换互连的基础上，具有防误插和防错插以及自适应对准的特性。

　　5、本技术对插座采取了三重密封优选的设计，充分考虑到了插座在通信设备端口应用当插头未被安装时，环境中的潮气等有害气体对通信设备内部的侵蚀；而对插头采取了双重密封设置；因此，本技术的产品具有较强的耐环境性能。

　　6、综上所述：本技术优选的多通道径向弹性面接触设计、归一化的机械基准设计、各通道可拆卸分离的设计、快插盲插自适应对准的设计、多重防水密封等创新性设计；解决了现有同类产品存在的一些缺陷和不足。具有更优良的电气性能指标；具有较宽的工作频带；具有快插连接和和螺纹连接的双重特性，因此，具有更高的产品品质，具有更低的综合成本，以及优良的工艺制造性和应用便捷性。