２０１２年第４期 安徽电子信息职业技术学院学报 Ｎｏ．４ ２０１２ 第ｌ１ 鲞（望 鱼 期）ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＡＮＨＵＩ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆！ＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｎｏ．６ １ Ｖｏ１．１ １ 【文章编号】１６７１—８０２Ｘ（２０１２）０４—０００１—０５ ＢＭＡ型射频浮动盲插连接器的设计 于少军 （中国电子科技集团公司第四十研究所， 安徽［摘蚌埠２３３０１０） 要］本文介绍了ＢＭＡ型射频浮动盲插连接器的特点和主要性能指标，并从连接器界面、整体结构 设计、宽频带低电压驻波比设计、弹性补偿片的设计、弹簧的设计等方面进行了论述，最后介绍了产品关键技 术指标的测试验证情况。 ［关键词］射频；浮动盲插；设计 ［中图分类号］ＴＮ６１ ［文献标识码］Ｂ 射频同轴连接器是一种传输射频信号ｆ频率在 技术指标 ３ＭＨｚ以上）的微波接口元件，用在器件与器件、组件 与组件、系统与子系统之间形成电气连接和射频信 号的传递，它在微波电路中起着连接或分断同轴电 缆、微带电路、传输射频信号的作用。由于同轴传输 是一种封闭式的双线传输模式，其传输对象为ＴＥＭ ＢＭＡ型射频浮动盲插连接器由带固定接触件 以及浮动接触件的盲配连接器组成。这种类型韵连 波，故从直流到Ｈ１１模的下限截止频率内，均可实 现高质量的微波信号传输，且具有成本低、结构紧 凑、易于布线等优点，广泛应用于仪器仪表、微波通 讯设备、雷达及武器装备系统。 随着以３Ｇ和ＷＬＡＮ为代表的无线接人技术和 计算机等信息技术的飞速发展，各种通讯设备向小 型化、模块化、高频化、高精度、高可靠、快速连接与 分离等方向的发展。为了适应整机系统的发展需求， 射频同轴连接器在小型化、高频化、快速连接与分 离、模块化安装等方面发展很快。例如，为了适应模 块化、快速连接与分离的使用需求，ＢＭＡ、ＳＢＭＡ、 ＳＭＰ、ＭＣ 、ＭＭＣＸ等系列连接器应运而生。本文以 ＢＭＡ型射频浮动盲擒《接器为例，简单介绍浮动盲 插连接器的设计。 一、ＢＭＡ型射频浮动盲插连蠓器的特点及主要 ０ ★［收稿日期］２０１２—０５—２６ ［作者简介］于少军，（１９７０一），男，安徽蚌埠人，工程师，研究方向：射频 圜困固囫 于少军——ＢＭＡ型射频浮动盲插连接器的设计 第４期 则。 下面以ＢＭＡ／ＫＦ型连接器为例进行论述。其内 部结构如图３所示。 一 一 —尘 ｌ篓 一ｌ 蔷。ｉ ≤ ； 戳ｎ… 魏Ｊ ｌ ¨ ≤三ｉ ＋— ■——Ｈ－＋●————● ＝＿＝ 一 ～ ｌ 【ＪＩ“，¨离孕鹚 Ｉ ．１ ～ 图３ ＢＭＡ／ＫＦ型连接器结构 首先，根据ＢＭＡ界面标准尺寸确定内导体的 外径尺寸各段为‘ｐＯ．８、‘ｐ１．１、‘Ｐ１．３５、‘Ｐ１．６５、‘Ｐ１．７８，再 根据公式（１），计算得出对应外导体处的内径尺寸。 同时，根据连接器的结构，为轴向固定内导体，确定 外导体直径‘ｐ４．４１处需采用空气和聚四氟乙烯混合 介质，选择内导体外径为‘ｐ１．６５，还是根据公式（１）， 计算出混合介质的相对介电常数，然后根据环形混 合绝缘支撑等效介电常数计算公式（２），计算出聚四 氟乙烯介质的外径‘ｐ＝３．２ｍｍ。 ｚｏ 、，￡， －ｇ弓 ５√￡，Ｏ ｈ詈 １ｎ ｄ （２） Ｅ ｄ ｎ 其次，根据理论计算公式△＝ Ｉｎ （对于 ５ＯＱ空气线，Ｋ＝３．０９），初步计算出△ａ、Ａｂ、△ｃ等 三处台阶补偿的轴向尺寸，再利用以上计算出的各 尺寸，在Ａｎｓｏｆｔ ＨＦＳＳ软件中进行电磁场模拟仿真 （如图４所示），对计算出的各尺寸（主要是各补偿处 尺寸）进行验证和调整。 Ａｎｓｏｆｔ ＨＦＳＳ软件仿真步骤： １．模型建立：材质的设定，端口的设置。 ２．参数的设置及优化 ３．模型的转化：将优化计算得到的数据用于产 品的设计当中，根据生产工艺能力状况对内、外导体 进行合理拆分，并考虑调节余量，得到最终的设计结 果。 用仿真优化设计技术设计出的连接器与实际会 产生一定的差距，必须通过试验验证、利用时域分析 优化设计法进行进一步的优化。 ■ｔ■ｉｉ＿ ｉ ：；～ ． ｒ ｌ－ Ｉ ｌ， ｊ｜¨ 一 一 ｛ ｝ ｌ｛＼ １ １０ Ｊ ｊ｜ 一， ≮ 、； ｉＩ｜ ／ 一。一 。一— Ｆ： 一．。乒 ｊ一 …“一｝乒 ÷ 一。“ Ｉ≮ ０ ｜、ｌ Ｖ ；＼＼ ０ －＼｜ 、 １ ｉ【Ｌ七０ ＾，Ｉ】正＾，一∞＞ 图４ ＢＭＡ／ＫＦ型连接器模型及ＨＦＳＳ仿真 的 连 混 可 动 高 首 时 与 圜困固囫 于少军——ＢＭＡ型射频浮动盲插连接器的设计 第４期 隙。常规螺纹连接器是靠力矩扳手施加规定的力矩， 强行将外导体精密无缝对接的；而射频浮动盲插连 接器插合时，无法施加恒定的压力保证外导体可靠 接触，必须采取特殊的结构来实现可靠接触。因此 在整体结构设计时，插座连接器内部设计了一个弹 性补偿片，这个补偿片厚度只有０．０６ｍｍ，设计成“内 齿垫圈”状（见图５），以实现外导体之间的可靠连 接。 图５弹性补偿片 补偿片的作用非常重要，在制造过程中需要注 意： １）补偿片采用０．０６ｍｍ厚的铍青铜带材直接冲 压成形，在冲裁模中，材料厚度小于０．５ｍｍ时，冲裁 模具称为薄板料冲模；材料厚度小于０．１ｍｍ时，冲 裁模具称为无间隙冲模，本产品的弹性补偿片必须 采用无间隙冲裁模冲裁。这类模具制造比较困难， 稍有疏忽，工件会出现毛刺，造成废品。因此在无间 隙冲模的设计和制造中应注意：第一，模具采用滚珠 式导柱导套并且是一级精度第一种动配合，工作时， 导柱导套始终不脱离；第二，模具设计成镶块式凸、 凹结构，冲裁刃口硬度在ＨＲＣ３８～４２，以便于热处理 后进行凸、凹模的捻修加工，以保证合适的间隙值； 第三，为了保证零件的平整度，零件材料选用硬态铍 青铜带材进行冲制。 ２）补偿片选用的是铍青铜材料，加工成形后要 经过严格的热处理强化过程，才能成为符合要求、满 足使用的弹性件，因此制定合适的热处理工艺参数 非常重要：第一，真空固溶处理温度为７８Ｏ℃±ｌ０ｑｃ， 保温２ ３分钟，出炉后水冷速度时间不应超过３秒 ＸＵＥＢＡ０＿ Ｑ ．８． 钟，以确保淬火质量；第二，真空时效处理温度为 ３２０￣Ｃ＿＋１０￣Ｃ，保温２小时后空冷，以确保零件硬度和 弹性；第三，零件在固溶和时效处理过程中由专用工 装进行固定，以免零件之间相互挤压、碰撞产生变 形，影响零件质量。 （五）弹簧的设计计算 连接器的壳体浮动机构由弹簧将标准连接器支 撑悬浮于连接器的安装外壳中，如图６所示。连接器 的浮动主要是靠一个支撑弹簧来完成。在连接器装 配好后，弹簧受到一个预应力的作用，使连接器卡紧 在安装外壳中，这个预应力要大于连接器的啮合力， 否则影响连接器的接触可靠性，连接器的啮合力 为≤１３．４Ｎ。 综合连接器的电性能指标，壳体的机械强度，旋 接螺纹的尺寸规格等因素，确定弹簧钢丝直径为 ０．８ｍｍ，中径为６．７ｍｍ，材料为６５Ｍｎ弹簧钢丝，材料 切变模量Ｇ＝８０￣１０３Ｎ／ｍｍ２，弹簧的有效圈数为３， 预压变形量为４ｍｍ，插合状态时，弹簧的压缩量为 ０．２５ｍｍ一１．２７ｍｍ。 根据弹簧工作负荷计算公式，对弹簧预压负荷 和工作负荷进行验算，分别为Ｆｌ＝１８Ｎ，Ｆ２＝２４Ｎ，均 大于１３．４Ｎ，满足设计要求。 面 图６连接器安装示意图 （六）实际ｉ贝４试情况 根据以上设计结果，进行了产品制造，并按标准 对产品进行了测试验证。其中电压驻波比的实际测 试情况如图７所示。
