具体实施方式

贯穿附图，相同或相似的部件由相同的参考标号标识。单独地，应注意的是，附图不一定按比例绘制。例如，为了便于说明，可以夸大层的相对厚度。而且，虽然一个层可以被展示为直接沉积在另一个层上，但本发明构思涵盖提供一个或多个中介层，除非另有说明。同样，虽然一个部件可以被展示为直接耦合至另一个部件上，但本发明构思涵盖提供一个或多个中介部件，除非另有说明。

如在以下实施方案的描述中所解释的，本发明构思通过将信号传播从同轴转换到平面并且转换回同轴来提供绝热同轴线。信号处于平面传输模式的区段更易于热控制，并且因此可以通过稳健且可重复的方式构造以提供有效的热隔离屏障。作为例子，这个平面传输区段可以通过共面波导、微带或带状线物理地实现，其各自由具有绝热性质的材料形成。

注意力指向图1中所示的测试系统的概念视图。参考标号101表示受控测试环境，所述受控测试环境包含耦合至感测装置11或在所述感测装置内的待测试装置(DUT)10。感测装置11感测DUT 10的物理性质并且经由同轴电缆12a来与外部环境102处于RF通信。外部环境102包含测试设备15。受控测试环境101通过热屏障13与外部环境102热隔离。这个例子的测试设备15用于经由另一同轴电缆12b将RF电信号发射到感测装置11和/或从所述感测装置接收RF电信号。

在这个实施方案的例子中，感测装置11对热波动敏感，并且必要的是，受控测试环境101与外部环境102热隔离。如此，通至受控测试环境101的电流连接件需要具有可能获得最佳性能的最小热导率，并且在受控测试环境101内的设备应当与通过到外部环境102中的设备的连接件的杂散热路径脱离关联。这样的杂散热路径可能通过不同于受控测试环境101旨在模拟的条件的方式影响DUT 10。

在图1的例子中，一个这样的杂散热路径H是在感测设备11与测试设备15之间的同轴电缆连接件(包括电缆12a和12b)。为了增强连接件的绝热性质，本文中的至少一些实施方案的特征在于将去往/来自传感器11的同轴信号传播转换成在受控测试环境101与外部环境102之间的屏障处或附近的平面传播，并且然后转换回去往/来自测试设备15的同轴信号传播。这在图1中由平面传输线16表示。平面传输线16(即，其中信号处于平面传输模式)更容易热控制，而同时提供优异的RF(或微波)传输性质。这允许在受控测试环境101与外部环境102之间插入具有有利的RF传输特性的绝热屏障(如由图1中的X所表示的)。

图2是根据本发明构思的实施方案的绝热同轴连接件的实施方案的顶部示意图；在这个实施方案的例子中，平面传输线由共面波导(CPW)实现。共面波导已知具有优异的微波频率传输性质，并且提供使用良好建立的印刷电路板技术容易制造和重复的优点。

参照图2，CPW包括印刷到介质基板21的表面上的中心导线22、以及在中心导线22的任一侧上的一对接地(返回)导体23a和23b。中心导线22用于信号传输。全部三个导体22、23a和23b都在薄膜介质基板21的同一侧上，并且因此是共面的。接地导体23a和23b通过小间隙与中心导线22分离，所述小间隙沿着中心导线22的全部或部分长度可以是恒定的。在图2所示的例子中，间隙在中心导线22的相反端处向外张开，但本发明构思不限于这种方式。

图3A是根据本发明构思的实施方案的沿着图2的CPW的线I-I截取的截面视图。如图所示，CPW包括薄膜介质基板21。在薄膜介质基板21的上表面上是中心导线22和位于中心导线22的相反侧上的一对接地导体23a和23b。

图3B是根据本发明构思的另一实施方案的沿着图2的CPW的线I-I截取的截面视图。与图3A的例子相同，这个实施方案的CPW是薄膜介质基板21，其上表面上具有中心导线22和一对接地导体23a和23b。图3B的实施方案与图3A的实施方案的不同之处为位于薄膜介质基板21的下表面上的附加接地平面导体23c。尽管未示出，接地平面23c可以通过延伸穿过薄膜介质基板21的导电过孔电耦合至接地导体23a和23b。

返回至图2，CPW在相反端处连接到第一同轴电缆CC1和第二同轴电缆CC2。第一同轴电缆CC1包括中心导体31a、管状导电屏蔽件32a、以及在中心导体31a与管状导电屏蔽件32a之间的管状隔绝层33a。同样，第二同轴电缆CC2包括中心导体31b、管状导电屏蔽件32b、以及在中心导体31b与管状导电屏蔽件32b之间的管状隔绝层33b。本发明构思不限于同轴电缆CC1和CC2的任何特定构造或材料构成。例如，中心导体31a和31b可以是实心的或绞合的，并且可以是镀金或镀银的。作为另一例子，管状隔绝层33a和33b可以是塑料或一些其他隔绝材料，并且可以包括空气间隙。作为又一例子，管状导电屏蔽件可以是实心的或编织的，并且可以由铜或一些其他的金属形成。

仍参照图2，绝热同轴电缆连接件是通过将第一同轴电缆CC1的中心导体31a电连接到CPW的中心导线22的一端、并且通过将第二同轴电缆CC2的中心导体31b电连接到CPW的中心导线22的另一端来建立的。此外，第一同轴电缆CC1的管状导电屏蔽件32a在CPW的一端处电连接到接地导体23a和23b，并且第二同轴电缆CC1的管状导电屏蔽件32b在CPW的另一端处电连接到接地导体23a和23b。这些连接件可以是通过同轴电缆CC1和CC2的部件与CPW的平面导体的直接连接件(如图2所示)、或通过将同轴电缆CC1和CC2的部件与CPW的平面导体匹配的中介连接器(未示出)。单独地，图2的配置可以设计成具有非衰减S参数，即，其中S11和S22参数接近0并且S21和S12参数接近1。

同时，薄膜介质基板通常由陶瓷材料制成，所述陶瓷材料经优化以获得良好的RF性质(诸如低损耗)和良好的制造性质。此外，根据实施方案的薄膜介质基板21的材料还可以被选择为具有非常低的热导率，例如，小于5瓦特每米开尔文。即，CPW基板的标准选择可以是氧化铝或蓝宝石，但这些具有约30瓦特每米开尔文的热导率。而选择熔融二氧化硅/石英将得到更接近1瓦特每米开尔文的热导率，因而增加连接件的绝热性质。

在此注意到，本发明构思不限于使用如图2中所示的CPW。可以使用的其他电平面传输线结构的例子包括微带和带状线。

图4是可以在本发明构思的实施方案中使用的微带40的例子的截面视图。如图所示，微带40包括在薄膜介质基板41的上表面上的导线42和在薄膜介质基板41的下表面上的接地平面43。当根据本发明构思的实施方案应用于绝热同轴电缆连接件时，导线42被连接在相反的同轴电缆端的中心导体之间，并且接地平面43被连接在相反的同轴电缆端的管状导电屏蔽件之间。

图5是可以在本发明构思的实施方案中使用的带状线50的例子的截面视图。如图所示，带状线50包括嵌入在介质基板51的上表面与下表面之间的导电线42、以及在介质基板51的上表面和下表面上的接地平面53a和53b中的至少一个接地平面。当根据本发明构思的实施方案应用于绝热同轴电缆连接件时，导线52被连接在相反的同轴电缆端的中心导体之间，并且接地平面53a和/或53b被连接在相反的同轴电缆端的管状导电屏蔽件之间。

现在参照图6至图8，示出了根据本发明构思的实施方案的绝热同轴电缆连接器的透视图。图6是根据本发明构思的实施方案的绝热同轴电缆连接器的机架的透视图，并且图7和图8是根据本发明构思的实施方案的绝热同轴电缆连接器的透视剖切视图。连接器在构造上可以类似于衰减器的构造，除了它不包含衰减。即，如先前提及的，所述结构可以被设计成具有非衰减S参数。

这个实施方案的连接器包括外机架，所述外机架具有围绕平面传输线65的至少一部分的中心主体61以及分别包含第一同轴至平面RF连接器66a和第二同轴至平面RF连接器66b的至少一部分的相反的联接螺母60a和60b。连接螺母60a和60b中的一个或两个可以是从中心主体61可拆卸地可移除的(例如，通过互锁螺纹)。同轴至平面RF连接器66a和66b被配置成将同轴电缆的导体匹配到平面传输线65，如先前结合图2至图5所描述的。

图6至图8的结构可以通过控制构造中所用材料的热特性而应用作为绝热部件。例如，机架(61、60a、60b)的热导率可以小于0.300瓦特每米开尔文。作为材料的例子，外机架(61、60a、60b)可以完全由聚碳酸酯(具有0.19至0.22瓦特每米开尔文的热导率)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS(具有0.128至0.187瓦特每米开尔文的热导率)构造而成，这两者均可以提供有效的热屏障。并且，如先前所讨论的，平面传输线65的介质基板的材料还可以被选择为具有非常低的热导率。作为例子，熔融二氧化硅或石英的介质基板将导致更接近1瓦特每米开尔文的热导率，因而增加连接件的绝热性质。

图9展示了根据本发明构思的一个或多个实施方案的可以结合绝热同轴电缆连接件的绝热系统的例子。这个例子的绝热系统是可以用于测量微波或RF功率的绝热微热量计。

图9的绝热微热量计具有三壁腔室结构，其中隔绝材料介于壁91、92和93之间用于热隔离。此外，可以通过作用于所述壁中的一个壁的珀耳帖元件(未示出)来增强热稳定，而其他两个壁充当被动热屏蔽件。图中还示出了构成绝热微热量计的若干常规部件，即，RF发生器94、用于引导RF发生器94的输出的定向耦合器95、第一同轴RF传输路径96及第二同轴RF传输路径97、RF传感器98和用于确定参考功率的功率计99、用于确定热电堆104的电压的纳米电压计100、以及电桥电路101和用于确定包括热敏电阻器105的热敏电阻器功率传感器103的电桥电压的电压计102。

为了抑制通过第一同轴RF传输路径96和第二同轴RF传输路径97的杂散热路径，各自嵌入有三(3)个串联绝热同轴电缆连接器200。如结合前述实施方案所述，绝热同轴电缆连接器200展现出优异的RF和微波频率传输特性，同时提供绝热性质。

图10和图11示出了使用CPW作为平面传输线的本发明构思的例子的模拟结果。图10示出了在GHz范围中的频率范围上的S1,1的以dB表示的量值，并且图11示出了在GHz范围中的相同频率范围上的S2,1的以dB表示的量值。这些表示可以被认为是高达40GHz的良好性能。

本发明包括以下实施方案：

1.一种绝热同轴电缆连接器，包括：

机架；

平面传输线，所述平面传输线在所述机架内并且具有第一端和第二端；

第一同轴至平面过渡部，所述第一同轴至平面过渡部在所述机架内并且连接到所述平面传输线的所述第一端；以及

第二同轴至平面过渡部，所述第二同轴至平面过渡部在所述机架内并且连接到所述平面传输线的所述第二端。

2.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述第一同轴至平面过渡部和所述第二同轴至平面过渡部包括相应的连接件，所述连接件暴露在所述机架的相反端处、并且各自被配置成操作性地接合同轴电缆的配件。

3.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述机架的热导率小于0.300瓦特每米开尔文。

4.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述机架是由塑料形成的。

5.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述机架是由聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)形成的。

6.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述平面传输线是共面波导(CPW)，并且所述CPW的基板具有小于5瓦特每米开尔文的热导率。

7.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述平面传输线是共面波导(CPW)，并且所述CPW的基板由熔融二氧化硅和石英中的至少一种形成。

8.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述机架包括围绕所述平面传输线的至少一部分的中心主体，以及分别包含所述第一同轴至平面连接件和所述第二同轴至平面连接件的至少一部分的相反的联接螺母。

9.根据项目8所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述联接螺母中的至少一个联接螺母可拆卸地连接到所述中心主体。

10.根据项目8所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述中心主体是在所述平面传输线周围纵向地延伸的圆柱体。

11.根据项目1所述的绝热同轴电缆连接器，其中，所述平面传输线是微带或带状线中的一种。

12.一种绝热同轴电缆连接件，包括：

具有第一端的第一同轴电缆；

具有第二端的第二同轴电缆；

同轴电缆连接器，所述同轴电缆连接器包括平面传输线，所述平面传输线操作性地连接在相应的所述第一同轴电缆和所述第二同轴电缆的所述第一端与所述第二端之间。

13.根据项目12所述的绝热同轴电缆连接系统，其中，所述同轴电缆连接件包括包含所述平面传输线的机架，所述机架具有小于0.300瓦特每米开尔文的热导率。

14.根据项目13所述的绝热同轴电缆连接系统，其中，所述平面传输线包括具有小于5瓦特每米开尔文的热导率的基板。

15.根据项目14所述的绝热同轴电缆连接系统，其中，所述机架是由聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)形成的，并且所述平面传输线的基板是由熔融二氧化硅或石英形成的。

16.根据项目12所述的绝热同轴电缆连接系统，其中，所述平面传输线是共面波导(CPW)。

17.根据项目12所述的绝热同轴电缆连接系统，其中，所述平面传输线是微带或带状线。

18.一种绝热系统，包括：

腔室，所述腔室包括腔室壁并且限定热力学控制的处理空间；

测试传感器，所述测试传感器位于所述热力学控制的处理空间内；

RF发生器，所述RF发生器位于所述热力学控制的处理空间的外部；

同轴电缆连接器，所述同轴电缆连接器包括机架、在所述机架内并且具有第一端和第二端的平面传输线、在所述机架内并且连接到所述平面传输线的所述第一端的第一同轴至平面过渡部、以及在所述机架内并且连接到所述平面传输线的所述第二端的第二同轴至平面过渡部；

第一同轴电缆，所述第一同轴电缆耦合在所述测试传感器与所述同轴电缆连接器的所述第一同轴至平面过渡部之间；以及

第二同轴电缆，所述第二同轴电缆耦合在所述RF发生器与所述同轴电缆连接器的所述第二同轴至平面过渡部之间。

19.根据项目18所述的绝热系统，其中，所述机架的热导率小于0.300瓦特每米开尔文，并且所述平面传输线的基板具有小于5瓦特每米开尔文的热导率。

20.根据项目18所述的绝热系统，其中，所述绝热系统是微热量计。

虽然本公开文本参考了示例性实施方案，但是对于本领域技术人员而言将是显而易见的是，在不违背本教导的精神和范围的情况下可以做出各种改变和修改。因此，应理解的是，上述实施方案并非限制性的，而是说明性的。