如何降低射频同轴连接器电压驻波比

2014-02-15 来源:微波射频网 字号:
2.5 表面粗糙度的影响

有资料显示,在大约0.381μm以下的表面粗糙度容易在电气上平均掉。但是一些观察表明,特性阻抗对表面粗糙度有依赖。当具有1.905μm的表面的内导体在7GHz时代替0.127μm粗糙度的内导体时,7/16英寸标准空气线的特性阻抗,发现有大于0.1%的差别,相当于特性阻抗的这样一个差别的导体直径的直接改变是大约5.08μm,然而内导体平均直径的实际差别低于0.508μm,虽然这个效应到目前为止尚无理论证明,但是可以测量的。并且应加以注意。

2.6 导体镀涂的影响

为了降低导体的电阻率,常对导体表面进行镀涂。但常常具有令人失望的结果。导体电阻率是重要的,因为它涉及到特性阻抗和传播速度的关系。同样也涉及到损耗的关系。在500MHz以上,导体电阻率对特性阻抗和传播速度的影响是二阶的,并且常常被忽略。由于电镀方法不同,使得镀银得到的导体电阻率有很大的改变。电镀槽中包含有工业光亮剂的镀银导体,所显示的电阻率,大约与黄铜一样。无工业光亮剂的镀银导体有很低的电阻率,脉冲电镀可以进一步降低电阻率。如图8所示:

图8.做为频率函数的导体电阻率的测量数据

2.7 装配不当带来的影响

在装配过程中,由于种种原因,会产生装配不当。在生产线上,检测VSWR指标时,也常会发现,因装配不当导致产品VSWR超标,常见的问题有:
a、零件位置颠倒、错乱、张冠李戴等;
b、零件前后方向颠倒,如绝缘支撑,数量或多或少;
c、零件砘粗变形,导致内、外导体直径变化,尤其是小型产品、卡环等;
d、零件端面碰伤,有划痕、压痕等;
e、装配中,异物进入连接器内部或多余物未清除干净;
f、电缆剥制尺寸不当等。

2.8 测试系统的缺陷带来的影响

所有的射频同轴连接器的驻波性能,都是通过测试仪器显示出来的,对驻波比性能的测试,不论采取那种方法(无误差识别测量法、双连接器法和有误差识别测量法)都需要应用标准试验连接器或转接器和标准负载、或称精密型转接器和精密负载。并要求,使用的测试用电缆应是优选严格精密的公差类型的。一般来说,这些测试用附件,都是与仪器配套的或说是原装的径标定的。但是在实际生产过程中,因各生产厂经济状况不同,或长期使用缺乏标定,或买的是二手仪器测试附件不配套来检等,往往存在一些缺陷,即测试系统的测试附件剩余VSWR超标。试想用这样的测试系统测出的数据能够准确吗?但是,这些缺陷又常常被忽略,总认为测试系统是标准的,把注意力放在被测射频连接器上。所有这些,都不能真实的反映出产品的VSWR性能。

2.9 生产加工不当漏检带来的影响

尽管目前很多企业都在贯标,施行质量控制保证体系,非常重视质量问题,但是常常由于种种原因,生产出的产品零件,不能保证100%的零件都不存在问题,这些存在局部缺陷的零件,装配到产品上,就会影响产品的VSWR。生产线上常发现的缺陷有:
a、产品内腔深处阶梯间距尺寸超差、直径尺寸超差等;
b、产品内腔阶梯处存在峰边、卷边、大毛刺、残余铜屑等;
c、产品内腔倒角不均、不同心、偏大或偏小尺寸角度超差等;
d、开槽、打孔尺寸超差;
e、产品内腔表面粗糙度差,尤其在接触表面上存在刀纹、振纹等。
以上这些都会对连接器的VSWR带来不良影响。

3、降低射频连接器VSWR的途径和措施

降低射频连接器的VSWR,必须贯穿产品形成的全过程,即从产品的设计、生产加工、装配、测试检验过程中,针对不同阶段,关注点不同,具体问题具体分析,采取降低电压驻波比措施,精心设计是奠定低VSWR的结构基础,精心加工,装配是实现结构设计的保证,良好的检测设备才能客观地反映产品的真实性能。

3.1. 做好设计控制,体现降低VSWR措施

设计确定了产品结构,产品结构决定了产品的VSWR性能。产品结构是否能满足低VSWR要求,关键是产品的结构设计的合理性。

3.1.1. 做好设计方案论证。从不同结构设计方案中,优选理论上认为是低VSWR的方案,即满足尽可能消除上文中阐述的影响VSWR的因素,从设计方案中体现降低VSWR的措施。
3.1.2. 做好总体结构设计。按照基本设计三原则,进行总体结构设计,确定最佳设计方案,针对具体产品结构,降低产品的VSWR;并坚持在射频电流的通道上保持尽可能小的导体电阻和接触电阻。当产品结构初步确定后,导体电阻和接触电阻就是影响产品电气性能的关键因素。应选用电导率尽可能小的导体材料和镀层材料;在电流通道上接点越少越好,即零件越少越好。当接点不可避免时,应尽可能扩大接触面积,加大接触压力,提高表面光洁度;尽可能减少阶梯,不可避免时,在满足机械性能条件下,阶梯越小越好。
3.1.3. 做好补偿设计。对有不连续电容处应进行补偿设计,并做好计算正确无误,准确应用相关公式,要验算尺寸键,符合产品标准界面尺寸要求。
3.1.4. 控制机械加工尺寸公差。对于影响VSWR的关键尺寸,可参考标准试验连接器的相关尺寸公差。针对本单位机械加工设备和人员素质构成的机加能力,选取尺寸公差,尽可能做到既能达到降低VSWR的目的,又不增加生产成本适合批量生产的尺寸公差要求。
3.1.5. 合理选择适用材料和镀层。为保证较低的接触电阻和良好的导电性能、和较低的损耗,选择导电率低、弹性好的内、外导体材料,以及合适的镀层;选择高频性能稳定,线涨系数小的绝缘介质材料。例如:聚四氟乙烯(PTFE)。