高可靠射频同轴连接器安全丝孔结构应用

冯永芳



高可靠射频同轴连接器安全丝孔结构应用

冯永芳

（贵州航天电器股份有限公司，贵阳550009）

为了说明螺纹式连接器螺套安全丝孔结构的正确使用方法，通过对安全丝孔结构的设计、工艺、试验验证等方面进行探讨分析，确定了不同螺套结构对应的安全丝孔不同结构方式，明确了不同条件或使用环境下安全丝孔结构的使用原则，对提高螺纹式连接器的可靠性具有重要的指导意义。

高可靠；射频同轴连接器；安全丝孔

1 引言

射频同轴连接器被广泛地应用于各种航天飞行器中。其连接方式的可靠性对飞行器正常运行至关重要,其中螺纹式连接器由于结构简单、使用方便，应用最为普遍。但在实际生产和使用过程中，连接器的螺纹式连接方式出现过螺纹连接松动的情况，为了提高螺纹式连接器的连接可靠性，目前大部分螺纹式连接器在其连接螺套上都增加了安全丝孔结构的设计，很好地预防了螺纹松动情况，本文从安全丝孔结构的设计、应用方面分析说明。

2 安全丝孔结构

高可靠射频同轴连接器中常见以螺纹方式连接的产品系列有：SMA系列、SSMA系列、TNC系列和N系列等。这些系列的连接器在使用时，都是通过旋转插针端的内螺纹连接螺套与插孔端的外螺纹外导体进行连接与分离，如图1所示，从而实现连接器头座的啮合和分离，但在使用时为了提高其连接的可靠性通常都会在连接器插针端的内螺纹连接螺套上增加安全丝孔结构的设计，如图2所示，通过利用这些安全丝孔结构的辅助作用来增强连接器连接的可靠性，而这些安全丝孔结构的大小、位置、分布情况均与连接器的结构类型密切相关，同时还需要试验验证其强度是否满足高可靠性的要求。

a 对接方向示意 b 分离方向示意

3 安全丝孔的设计

3.1 安全丝孔的位置

连接器安全丝孔位置的选择对其使用过程中能否起到可靠的锁紧作用至关重要，因此在确定安全丝孔位置前，必须充分了解连接器的结构特点、使用方式、使用环境等影响连接器可靠性的因素。对于螺纹式射频连接器，均是通过螺纹连接的方式进行啮合和分离，具有连接可靠、抗振动、抗冲击性强、机械和电气性能优良等特点，但不同类型的螺纹式连接器其连接螺套的外形结构间存在一定的差异，导致其安全丝孔的设置位置也不一样，目前常见的螺纹式射频连接器的连接螺套外形结构通常有两种：

a. 六角面型连接螺套

对于常用的SMA、SSMA、TNC和N系列射频同轴连接器，大多情况下其连接螺套的外表面都是设置成六角面结构，这样在使用时方便利用扭力扳手对连接螺套施加一定的力矩进行旋接；对于这种外表面结构为六角面型的连接螺套，安全丝孔结构通常设置在两个相邻六角面的棱边上，如图3所示。

图3 六角面型连接螺套安全丝孔设置

b. 带法兰型连接螺套

对于极少部分螺纹式连接器，根据设计需要或用户需求通常会在连接螺套前端部设置一个圆形或六角形法兰，对于这种带法兰型连接螺套，为了确保连接器安装使用方便，通常将安全丝孔结构设置在其法兰面上（如图4所示），这样相对于设置在六角面上的安全丝孔，其在机械加工、安全丝安装方面会方便许多。

图4 带法兰型连接螺套安全丝孔设置

3.2 安全丝孔的大小及分布

安全丝孔的大小和分布位置决定了连接器在紧固时可使用的安全丝规格和紧固方式，因此在规定安全丝孔规格尺寸及分布时必须充分考虑其应用过程，尽量选择最优化的分布方式，以方便使用。依据GJB 5021A—2011《高可靠射频同轴连接器通用规范》中对连接器安全丝孔强度的试验要求，需采用直径为0.5mm的不锈钢丝穿过安全丝孔进行其强度的验证，因此，连接螺套安全丝孔结构的大小应能保证0.5mm不锈钢丝可顺畅通过的要求，按照目前各个系列螺纹连接器的使用经验，安全丝孔的大小应符合表1的规定。

表1 安全丝孔的大小

根据螺纹式连接器连接螺套的结构情况，并结合安全丝孔结构的设置位置，对于六角面型连接螺套每两个相邻面设置一个安全丝孔结构的特点，可在其圆周设置3个均匀分布的孔；对于带法兰型连接螺套，借鉴六角面型连接螺套上设置安全丝孔的原理，在其法兰面上均匀设置3个安全丝孔结构。

图5 安全丝孔分布

3.3 安全丝孔的强度验证

在完成连接螺套安全丝孔结构设计后，需要对其强度进行试验验证，试验按照GJB 5021A—2011《高可靠射频同轴连接器通用规范》规定将单股安全丝做成环状通过安全丝孔并自我固定。在安全丝上向连接器的两个方向分别施加至少67N的力。一个力应平行于连接器的轴向，一个力应垂直于连接器的轴向（见图6）。安全丝应用不锈钢，直径为0.50mm（24号线规）或0.38mm（27号线规）。本试验应在静态条件下进行，所有的安全丝孔应分别进行试验。试验完成后连接器应无撕破孔的现象。

图6 安全丝孔强度试验

4 安全丝孔的应用

目前使用的大部分高可靠性螺纹式连接器，其连接螺套上均设置有安全丝孔结构，但大部分设计者和使用者都不了解该结构的真实用途及使用方法，该安全丝孔结构在应用时，通常根据使用环境不同涉及到多种使用方式，不同的使用方式对安全丝孔结构的使用也有着不同的要求，目前最常用的安全丝孔结构应用方式有以下两种：

a. 对于成排使用带安全丝孔结构的连接器，在使用时，通过将直径为0.5mm的不锈钢丝依次穿过连接螺套同侧安全丝孔后进行绑扎的方式加固（见图7），使用时由于连接螺套间的相互牵制作用，可以有效预防连接螺套的松动。

图7 安全丝孔结构应用1

b. 对于单个使用的带安全丝孔结构的连接器，其在使用时通常与带法兰结构的插孔连接器对接，待其对接到位后，将直径为0.5mm的不锈钢安全丝穿过连接器安全丝孔后固定在插孔连接器的法兰面上（见图8），通过安全丝的牵涉作用起到锁紧连接螺套的功能，可有效预防其松动。

图8 安全丝孔结构应用2

5 结束语

目前大部分用户在使用射频连接器时，没有很好地理解安全丝孔结构的使用方法，将其用作其它用途，从而使安全丝孔结构失去了其应有的功能，甚至造成安全丝孔的损坏。本文通过从安全丝孔结构设置的位置、大小及分布、强度验证试验等方面对宇航用高可靠射频同轴连接器的安全丝孔结构进行了探讨，并对各种情况下安全司孔结构的应用进行了说明，可以从中初步了解到螺纹式连接器中安全丝孔结构的应用方法。

1 王文炎，刘辉，王喆，等. 宇航元器件应用验证技术体系研究[J]. 宇航元器件工程，2014，1(1)：29～34

2 冯良平，徐岚. 射频同轴连接器设计要点[J]. 研究与设计，2005，24(11)：39～44

3 杨奋为. 宇航电连接器材料选用和可靠性试验[J]. 质量与可靠性，2009(2)：37～40

High Reliability RF Coaxial Connector Safety Wire Hole Structure Application

Feng Yongfang

(Guizhou Space Appliance Co., Ltd, Guiyang 550009)

In order to illustrate the proper use of threaded connector safety wire hole structure, this paper discusses the design, process, and experimental verification of safety wire hole structure. The structure of safety wire hole for different types of helices is determined, and the principle of the use of safety wire hole structure under different conditions is clarified. It has important guiding significance in improving the reliability of threaded connectors.

highly reliable；RF coaxial connectors；safety wire hole

冯永芳（1987），工程师，机械设计制造及其自动化专业；研究方向：宇航用射频元器件产品的研发。

2017-08-30