如何降低射頻同軸連接器電壓駐波比
有資料顯示,在大約0.381μm以下的表面粗糙度容易在電氣上平均掉。但是一些觀察表明,特性阻抗對(duì)表面粗糙度有依賴(lài)。當(dāng)具有1.905μm的表面的內(nèi)導(dǎo)體在7GHz時(shí)代替0.127μm粗糙度的內(nèi)導(dǎo)體時(shí),7/16英寸標(biāo)準(zhǔn)空氣線的特性阻抗,發(fā)現(xiàn)有大于0.1%的差別,相當(dāng)于特性阻抗的這樣一個(gè)差別的導(dǎo)體直徑的直接改變是大約5.08μm,然而內(nèi)導(dǎo)體平均直徑的實(shí)際差別低于0.508μm,雖然這個(gè)效應(yīng)到目前為止尚無(wú)理論證明,但是可以測(cè)量的。并且應(yīng)加以注意。
2.6 導(dǎo)體鍍涂的影響
為了降低導(dǎo)體的電阻率,常對(duì)導(dǎo)體表面進(jìn)行鍍涂。但常常具有令人失望的結(jié)果。導(dǎo)體電阻率是重要的,因?yàn)樗婕暗教匦宰杩购蛡鞑ニ俣鹊年P(guān)系。同樣也涉及到損耗的關(guān)系。在500MHz以上,導(dǎo)體電阻率對(duì)特性阻抗和傳播速度的影響是二階的,并且常常被忽略。由于電鍍方法不同,使得鍍銀得到的導(dǎo)體電阻率有很大的改變。電鍍槽中包含有工業(yè)光亮劑的鍍銀導(dǎo)體,所顯示的電阻率,大約與黃銅一樣。無(wú)工業(yè)光亮劑的鍍銀導(dǎo)體有很低的電阻率,脈沖電鍍可以進(jìn)一步降低電阻率。如圖8所示:
圖8.做為頻率函數(shù)的導(dǎo)體電阻率的測(cè)量數(shù)據(jù)
2.7 裝配不當(dāng)帶來(lái)的影響
在裝配過(guò)程中,由于種種原因,會(huì)產(chǎn)生裝配不當(dāng)。在生產(chǎn)線上,檢測(cè)VSWR指標(biāo)時(shí),也常會(huì)發(fā)現(xiàn),因裝配不當(dāng)導(dǎo)致產(chǎn)品VSWR超標(biāo),常見(jiàn)的問(wèn)題有:
a、零件位置顛倒、錯(cuò)亂、張冠李戴等;
b、零件前后方向顛倒,如絕緣支撐,數(shù)量或多或少;
c、零件砘粗變形,導(dǎo)致內(nèi)、外導(dǎo)體直徑變化,尤其是小型產(chǎn)品、卡環(huán)等;
d、零件端面碰傷,有劃痕、壓痕等;
e、裝配中,異物進(jìn)入連接器內(nèi)部或多余物未清除干凈;
f、電纜剝制尺寸不當(dāng)?shù)取?/p>
2.8 測(cè)試系統(tǒng)的缺陷帶來(lái)的影響
所有的射頻同軸連接器的駐波性能,都是通過(guò)測(cè)試儀器顯示出來(lái)的,對(duì)駐波比性能的測(cè)試,不論采取那種方法(無(wú)誤差識(shí)別測(cè)量法、雙連接器法和有誤差識(shí)別測(cè)量法)都需要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)連接器或轉(zhuǎn)接器和標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載、或稱(chēng)精密型轉(zhuǎn)接器和精密負(fù)載。并要求,使用的測(cè)試用電纜應(yīng)是優(yōu)選嚴(yán)格精密的公差類(lèi)型的。一般來(lái)說(shuō),這些測(cè)試用附件,都是與儀器配套的或說(shuō)是原裝的徑標(biāo)定的。但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,因各生產(chǎn)廠經(jīng)濟(jì)狀況不同,或長(zhǎng)期使用缺乏標(biāo)定,或買(mǎi)的是二手儀器測(cè)試附件不配套來(lái)檢等,往往存在一些缺陷,即測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試附件剩余VSWR超標(biāo)。試想用這樣的測(cè)試系統(tǒng)測(cè)出的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確嗎?但是,這些缺陷又常常被忽略,總認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)的,把注意力放在被測(cè)射頻連接器上。所有這些,都不能真實(shí)的反映出產(chǎn)品的VSWR性能。
2.9 生產(chǎn)加工不當(dāng)漏檢帶來(lái)的影響
盡管目前很多企業(yè)都在貫標(biāo),施行質(zhì)量控制保證體系,非常重視質(zhì)量問(wèn)題,但是常常由于種種原因,生產(chǎn)出的產(chǎn)品零件,不能保證100%的零件都不存在問(wèn)題,這些存在局部缺陷的零件,裝配到產(chǎn)品上,就會(huì)影響產(chǎn)品的VSWR。生產(chǎn)線上常發(fā)現(xiàn)的缺陷有:
a、產(chǎn)品內(nèi)腔深處階梯間距尺寸超差、直徑尺寸超差等;
b、產(chǎn)品內(nèi)腔階梯處存在峰邊、卷邊、大毛刺、殘余銅屑等;
c、產(chǎn)品內(nèi)腔倒角不均、不同心、偏大或偏小尺寸角度超差等;
d、開(kāi)槽、打孔尺寸超差;
e、產(chǎn)品內(nèi)腔表面粗糙度差,尤其在接觸表面上存在刀紋、振紋等。
以上這些都會(huì)對(duì)連接器的VSWR帶來(lái)不良影響。
3、降低射頻連接器VSWR的途徑和措施
降低射頻連接器的VSWR,必須貫穿產(chǎn)品形成的全過(guò)程,即從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、裝配、測(cè)試檢驗(yàn)過(guò)程中,針對(duì)不同階段,關(guān)注點(diǎn)不同,具體問(wèn)題具體分析,采取降低電壓駐波比措施,精心設(shè)計(jì)是奠定低VSWR的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),精心加工,裝配是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保證,良好的檢測(cè)設(shè)備才能客觀地反映產(chǎn)品的真實(shí)性能。
3.1. 做好設(shè)計(jì)控制,體現(xiàn)降低VSWR措施
設(shè)計(jì)確定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)品的VSWR性能。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否能滿足低VSWR要求,關(guān)鍵是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
3.1.1. 做好設(shè)計(jì)方案論證。從不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中,優(yōu)選理論上認(rèn)為是低VSWR的方案,即滿足盡可能消除上文中闡述的影響VSWR的因素,從設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)降低VSWR的措施。
3.1.2. 做好總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照基本設(shè)計(jì)三原則,進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定最佳設(shè)計(jì)方案,針對(duì)具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu),降低產(chǎn)品的VSWR;并堅(jiān)持在射頻電流的通道上保持盡可能小的導(dǎo)體電阻和接觸電阻。當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)初步確定后,導(dǎo)體電阻和接觸電阻就是影響產(chǎn)品電氣性能的關(guān)鍵因素。應(yīng)選用電導(dǎo)率盡可能小的導(dǎo)體材料和鍍層材料;在電流通道上接點(diǎn)越少越好,即零件越少越好。當(dāng)接點(diǎn)不可避免時(shí),應(yīng)盡可能擴(kuò)大接觸面積,加大接觸壓力,提高表面光潔度;盡可能減少階梯,不可避免時(shí),在滿足機(jī)械性能條件下,階梯越小越好。
3.1.3. 做好補(bǔ)償設(shè)計(jì)。對(duì)有不連續(xù)電容處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì),并做好計(jì)算正確無(wú)誤,準(zhǔn)確應(yīng)用相關(guān)公式,要驗(yàn)算尺寸鍵,符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)界面尺寸要求。
3.1.4. 控制機(jī)械加工尺寸公差。對(duì)于影響VSWR的關(guān)鍵尺寸,可參考標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)連接器的相關(guān)尺寸公差。針對(duì)本單位機(jī)械加工設(shè)備和人員素質(zhì)構(gòu)成的機(jī)加能力,選取尺寸公差,盡可能做到既能達(dá)到降低VSWR的目的,又不增加生產(chǎn)成本適合批量生產(chǎn)的尺寸公差要求。
3.1.5. 合理選擇適用材料和鍍層。為保證較低的接觸電阻和良好的導(dǎo)電性能、和較低的損耗,選擇導(dǎo)電率低、彈性好的內(nèi)、外導(dǎo)體材料,以及合適的鍍層;選擇高頻性能穩(wěn)定,線漲系數(shù)小的絕緣介質(zhì)材料。例如:聚四氟乙烯(PTFE)。