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:
3.1.6. 合理确定表面粗糙度。对影响VSWR的接触面和传输腔体表面粗糙度尽可能地高,例如,其它表面可略低些,注意锐边倒钝,避免尖峰,尤其是在传输腔体内部。

3.1.7. 合理确定形位公差。对同轴传输线来说,一定要标注同轴度公差。同轴度公差直接影响VSWR,当部件需要焊接时,注意保证垂直度公差,在平面上多孔定位时,应注意位置度。在设备条件允许的情况下,可以选择较严的形位公差。
3.1.8. 开槽、打孔应适宜。对内、外导体接触部位的开槽,为增大接触面积可多开槽,为减少对直径变化的影响,可开窄槽,避免增大对VSWR的影响,可不开槽。外导体因各种原因需开孔时,在满足工艺需要的前提下,开孔直径越小越好。当内、外导体上的槽宽增大,孔径增大时,则对VSWR的影响也就大。
3.1.9. 消除空气隙的影响。在绝缘支撑段,由于尺寸公差的影响或设计不当,往往会存在空气隙。金属表面和介质间的空气隙对该处的介电常数发生变化,因而引起该处的特性阻抗变化,影响产品的VSWR,应采用压配合的方式和保持重量不变的方式消除空气隙。
3.1.10. 必要时,要验算绝缘支撑的厚度,合理确定绝缘支撑在连接器中的轴向位置。尽可能避免应用双支撑、多支撑。采用降低相对介电常数的措施时,做好相对介电常数的计算和验算,在保证机械性能的前提下,绝缘支撑的厚度越薄越好,相互之间的距离越大越好。

3.2. 老产品改进

任何产品都有一定的适用范围和使用寿命,随着科技的发展和设备系统的需要,早期的一些产品VSWR性能不能满足新系统、新设备的需要。需要降低VSWR,对老产品进行改造。需降低VSWR,就必须对需用产品重新设计,这样对老产品改进其设计基本思路与新产品设计应是相同的。不过在改进设计过程中应尽可能应用老产品的零件把生产成本降到最低。

3.3. 生产中查找影响VSWR的因素,确定整改措施,保证VSWR性能

在生产线上,虽然生产的产品是定型成熟产品,所用的产品零部件都是经检验具有合格证的零部件,但是通过VSWR检测检验,常常会发现有些产品VSWR指标超差不符合要求。对这些VSWR不合格产品从图纸上很难发现问题。如何确定查找影响VSWR的因素,确定整改措施对改进产品结构提高成品率和经济效益是非常重要的。

3.3.1. 解剖产品、复核结构参数,查找超差原因

对于VSWR超标的产品,应对照图纸,对产品进行解剖,复核零部件结构尺寸,观察零件位置、顺序、数量是否有异常。若有异常和尺寸超差现象,这些往往就是形成VSWR超差的原因。常见的一些超差现象有:
a、因某零件的尺寸超差,引起的界面尺寸超差,导致机械电气基准面相关尺寸超差,插针、插孔、端距、端面尺寸超差、回缩等;
b、绝缘支撑倒装,零件尺寸超差;
c、零件位置错乱、顺序错乱、少装或多装零件;
d、零件类同,发放错误,张冠李戴;图号错乱,发非所用;
e、电缆剥制尺寸超差,错误。
针对这些超差错乱现象,分析原因,提出整改措施。

3.3.2. 从“事故多发区”入手,分析查找影响产品的VSWR因素

射频连接器实际上是一段带有连接结构,电缆夹紧装置的非均匀同轴线。以直式连接器为例与均匀同轴线相比,绝缘支撑结构区、导体直径变化过渡区和端接电缆结构,往往是具有明显的阻抗不均匀。这些区域,往往是“事故多发区”,认真分析检查这些区域的异常现象,常常容易找到影响VSWR的因素。常见的超差现象有:

绝缘支撑区:
a、绝缘支撑尺寸超差,共面补偿槽深超差,金属导体与介质接触面存在明显空气隙,支撑厚薄不均匀,引起端面界面尺寸超差、变化、松动等;
b、装配过程中未进行高压气泵清洗,腔体绝缘支撑面残存装配生成多余物,影响零件位置尺寸;
c、绝缘支撑材料不纯、有异物、颜色不正、受污染、介电常数发生变化;
d、支撑装配颠倒,挤压压力过大导致尺寸变化,变形。

直径变化过渡区:
a、错位补偿应用公式计算不当、尺寸超差、锥形补偿尺寸计算不准,锥顶错位;
b、加工不当、光洁度差、存在峰边、卷边、残留多余金属物;
c、阶梯倒角不当、偏心、不同轴、角度超差、尺寸超差等;
d、错位补偿不当,应补偿处未补偿,设计结构错误;

端接电缆结构区:
a、电缆剥制尺寸错误,剥制尺寸超差,剥制尺寸设计错误;
b、端面有残丝、留丝、飞丝、灰尘、油污、加工粗糙、切割不平、端面不圆等;
c、异物进入连接器内部,尤其是金属屑;
d、装配不到位,过紧或过松导致形体变形或有间隙。

对于以上出现的现象,只看图纸,不进行解剖是很难发现的。有些缺陷也是难以想像的,必须对照实物进行分析。同时,也应注意,经常在装配现场,观察分析,装配工艺每一步,是否有不当之处,查找影响VSWR的因素,制订整改措施。

3.3.3. 应用矢量网络分析仪的时域功能,确认影响VSWR的部位

当发现产品的VSWR性能超标时,对有条件的单位,可以应用矢量网络分析仪的时域反射功能,确定影响VSWR的部位,并在对应部位进行解剖分析确定具体的原因.当问题查清后,便可根据具体问题,制订整改措施,降低产品的VSWR。

3.3.4. 从试验入手,观察分析测试频率特性曲线,寻找“敏感区”或“敏感点”查找影响VSWR的因素

由于射频同轴连接器的VSWR性能,必须通过测试验证来确定。在测试过程中,不妨采用装装试试,动动看看的方法,观察分析特性曲线,从特性曲线的变化寻找“敏感区”或“敏感点”查找影响产品VSWR的原因,这样常常会得到意想不到的效果。

在装连测试系统正确,且经预热、校准的前提下,可以轻轻抖动、弯曲和扣动测试组件观察分析特性曲线有否变化和变化的特点,当随着抖动、弯曲和打敲测试曲线无任何变化,说明连接器或电缆组件相关部位接触可靠正常,符合要求;如果随着抖动、弯曲或敲打任一动作,测试曲线随之有尖峰突现,动作停止,尖峰也随之消失。说明连接器或电缆组件在相关的接触部位有接触不良接触不可靠现象,即是影响VSWR性能的因素之一。

在保证不损伤测试仪器的前提下,可以轻轻地旋动连接器或转接器或负载的螺母,松松紧紧,注意观察显示器上特性曲线的变化特征。当随着旋动连接螺母,特性曲线逐渐趋于平缓,性能向好处发展,但最后指标仍是超标,这时有可能是旋动部位的界面尺寸有超差现象。旋动时,最好能应用力矩扳手;如果随着旋动连接器或负载的连接螺母,逐渐旋紧时,特性曲线也由好逐渐变差,这说明旋动的相关界面尺寸不是最佳尺寸,针对特性曲线随旋动连接螺母而变化的特点,应对相关界面尺寸进行检验,很可能有界面尺寸超差现象。