一、引言

解決彎式L16型射頻同軸連接器阻抗不連續問題；研制、生產出具有低電壓駐波比（VSWR）特性的產品，滿足寬頻帶微波傳輸設備的需要，是設計中需要解決的問題。

早在1968年前，國外對N型直角同軸連接器（彎式L16同軸連接器結構與之相同，僅相配螺紋為公制螺紋）的阻抗不連續的補償問題進行了較多研究。對介質表面電鍍銀作為彎式連接器的外導體的延續；并通過實驗最佳除去鍍銀層，實現彎角處阻抗不連續的補償。也有用電纜介質芯子和金屬襯墊（或用導電微粒的環氧樹脂）作外導體的延續，實現補償的目的。也許是工藝制造問題，這種新型直角同軸連接器至今還沒有商品銷售。

1986年，國內行業質量評比，彎式L16型射頻同軸連接器的電壓駐波比，評比結果不好，大多數廠家均未達到部標要求（在頻率達到10GHz，VSWR已大于1.5）。

如何解決這一問題，盡快生產出具有低電壓駐波比特性的彎式L16（或N型直角）型同軸連接器，目前還未見報導。本文介紹的關于彎式同軸連接器的補償設計方法，是根據同軸傳輸線的原理，采用直角彎曲等直徑過渡；同時，應用同軸線的特性阻抗與介質占空比例有關的原理，通過最佳切割90°介質尖角，實現阻抗連續，達到補償目的。并給出電壓駐波比測試的結果。

二、分析與改進

1. 彎式L16型同軸連接器彎角處特性阻抗不連續的原因有：

（1）直角彎曲處采用內導體直徑變細的方法彎曲過渡；特性阻抗在外導體內徑不變的情況下，隨內導體外徑的減小而升高。造成線上阻抗不連續。
（2）絕緣支撐（介質）直徑在90°彎角處其截面呈橢圓狀，長軸直徑加大，此處出現高阻抗，阻抗偏差大。根據公式可以看出阻抗偏差△Z值越大，電壓駐波比也越大。
（3）彎式L16型同軸連接器存在一個最低截止頻率，根據公式截止頻率它的單位為GHz。在彎角處該連接器的截止頻率為10.2GHz，低于標準規定的測量頻率（11GHz），當測量頻率達11GHz時，電壓駐波比超過標準規定。

2. 對阻抗不連續的補償方法有很多。根據文獻資料介紹有下列幾種方法：


Z=50Ω
D－外導體內徑
d－內導體外徑
Δ≈0.05D
圖1  彎頭外導體內表面切割

Z=50Ω
D－外導體內徑
d－內導體外徑
Δ≈0.2D
圖2  彎頭內導體彎角切割

圖3  用金屬襯墊（含金屬微粒環氧樹脂的）彎頭結構

圖4  最佳除去鍍銀層的彎頭結構

以上各種補償方法由于受到結構和工藝條件限制，生產中還沒有見到應用。
 
根據同軸線的設計原理，為消除彎式L16型同軸連接器彎角處阻抗不連續，現采用內導體等直徑彎曲過渡，克服表面形狀突變；并利用特性阻抗公式中特性阻抗與介質占空比例有關的原理，在外導體內徑D、內導體外徑d不變的情況下，改變介質（聚四氟乙烯介質）的總體積比例χ值，通過計算和實驗選擇最佳χ值為0.42，實現彎角處特性阻抗連續。（圖5）

圖5   內導體等直徑彎曲90°介質切割結構

三、試驗結果與討論

取改進前和改進后（采取補償設計）的彎式L16型射頻同軸連接器各4對，按SJ2331-81《射頻連接器電壓駐波比測試法》準備樣品，進行測試。測量數據和繪制的電壓駐波比與頻率關系曲線見表1、2和圖6、7。

從試驗結果看出，采用內導體等直徑彎曲過渡并對90°介質尖角進行最佳切割，使介質占空比例達到阻抗連續的規定值從而實現補償。

用掃頻測量法測得電壓駐波比值比傳統的點頻法測得的數據偏大。這是因為掃頻法對帶電纜段的被測樣品，在測試時測試頻率的電長度因電纜長度不同而帶來誤差。點頻法測量可以校正測試頻率，克服電纜長度誤差影響，使測量結果能反映出被測樣品的實際情況。

表1  改進前L16-JW5與L16-KF5電壓駐波比測量數據


（FS－系統剩余電壓駐波比）
 
表2  改進后L16-JW5與L16-KF5電壓駐波比測量數據

注：使用的儀器及設備：XB28A標準信號發生器。    XB—7標準信號發生器。
                      XB—9A標準信號發生器。   TC8D同軸測量線。
                      XFL—68信號發生器。      TC-35同軸測量線。

 A－沒有補償的樣品    B－補償后的樣品

圖6  彎式L16射頻連接器補償前后點頻法測量電壓駐波比曲線

圖7

對L16-JW5與L16-KF5掃頻測量電壓駐波比用儀器、設備：
        1、8757A    掃頻網絡分析儀
        2、8350B    掃頻振蕩器
        3、85027C   10MHz—18GHz電橋
        4、8491B    10dB隔離器

四、結束語

經過多次試驗和小批量生產考驗，關于彎式L16型射頻同軸連接器的特性阻抗不連續的補償，通過采用對內導體等直徑直角彎曲過渡，并對90°介質尖角進行最佳切割可以實現。試驗表明，這種補償可使彎式L16型同軸連接器在頻率達10GHz時，電壓駐波比（VSWR）不大于1.5。補償方法適合批量生產。

參文考獻

[1] ALEXANDER  R. BRISHKA: A  NOVEL  ANGLE  CONNECTOR. SEALECTRO  CORPORATION  MAMARONECK, N. Y. 10543.
[2] 張方英編《天線及饋電設備》北京科技教育出版社    1961.7.
[3]《無線電工程譯文》    1971.2.