耦合器調(diào)試方法

1、腔體耦合器設(shè)計(jì)與調(diào)試心得一、設(shè)計(jì)軟件的使用和優(yōu)缺點(diǎn)：在設(shè)計(jì)中使用了三種設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件：A： EESOF LINECALC和TOUCHSTON； B： HP APPCAD； C： MAXWELL HFSSo三種軟件中，A在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以減少計(jì)算量，通過LINECALC,可以很準(zhǔn)確的解得奇偶模阻抗，但 線寬一般較實(shí)際值偏大，比如，在設(shè)計(jì)6dB寬頻耦合器時(shí)，該軟件求得緊耦合線寬為3.05，(B = 8.4,H = 2.47)，而實(shí)驗(yàn)得的數(shù)據(jù)為2.8，偏大；耦合間隙極小，以6dB為例，求得緊耦合間隙為 0.03,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為0.56。但A在計(jì)算單根線寬時(shí)，還是相當(dāng)準(zhǔn)確的。軟件B功能較少，只能計(jì)算特性阻抗

2、，但計(jì)算得極為準(zhǔn)確。軟件C是個(gè)相當(dāng)強(qiáng)大的三維場分析軟件，可以單獨(dú)計(jì)算奇偶模阻抗，分析場能量分布，電壁，磁壁分布 線等，不過它只有分析優(yōu)化的功能，只有在做好最初的設(shè)計(jì)，獲得最初的數(shù)據(jù)，方可使用，該軟件運(yùn)行 時(shí)占用資源極高，優(yōu)化速度非常慢，所得數(shù)據(jù)很接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象第一次實(shí)驗(yàn)：使用分析得的間隙所做的定位塊，將導(dǎo)電棒安裝好，由于導(dǎo)電棒較寬，最寬處為3.9, 最初使用的N連接器的安裝孔外徑為8.4,裝配時(shí)，還沒有短路的擔(dān)憂，沒有做任何調(diào)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高 頻段的性能指標(biāo)都不太理想，2200MHz的駐波、隔離指標(biāo)很差，駐波只有18dB,隔離只達(dá)到17dB。 耦合度不平，低頻段較高，高頻段較低，分析

3、現(xiàn)象可推測第二級(jí)線長可能長了，以及四個(gè)端口容性較大， 有必要進(jìn)行低阻補(bǔ)償。但有時(shí)也可以裝配成功，而且指標(biāo)不差，方向性最多時(shí)可達(dá)到25dB，但調(diào)試量 顯然是太大了。一是要將導(dǎo)電棒端頭處銼細(xì)，以加入高阻補(bǔ)嘗；二是將導(dǎo)電棒斜裝，以調(diào)整輸入輸出回 波損耗；三是控制導(dǎo)電棒中心的間距，以得到最優(yōu)的平坦度。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，由于N連接器裝配得不 太規(guī)范，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不大，經(jīng)常出現(xiàn)中心導(dǎo)電棒活動(dòng)的現(xiàn)象。第二次試驗(yàn)： 根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，此次試驗(yàn)中，將導(dǎo)電棒50Q線的長度減小1mm，這樣在焊 裝時(shí)，導(dǎo)電棒的端頭與N連接器的絕緣子就有1mm的間隙，同時(shí)為了加固，在第一級(jí)向第二級(jí)跳變處 加了四氟支撐架。經(jīng)過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)高

4、端的指標(biāo)全部上升，不過試驗(yàn)的重復(fù)性不太好，而且上升幅度并不 是特別明顯，僅僅是指標(biāo)稍高于要求值。但由于仍然使有8.4的N連接器，其結(jié)構(gòu)問題沒有解決。第三次試驗(yàn)：由于前兩次試驗(yàn)巳確定了腔體耦合器設(shè)計(jì)的正確性與可行性，此次試驗(yàn)主要是解決結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度問題與成品率，在這次試驗(yàn)中，對(duì)腔體進(jìn)行了較大的改變，將蓋板改為平蓋板樣式，N連接器改 為6的，型號(hào)改為cp108hf，這樣，在外型上可視性要好得多，N連接器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也有了較大的改 進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)象與前兩次試驗(yàn)沒有太大的差別，但調(diào)試要方便的多，而且在試驗(yàn)中還出現(xiàn)了一 個(gè)調(diào)試方法，就是將端頭處進(jìn)行低阻補(bǔ)償(因?yàn)楝F(xiàn)在有了1mm的間隙，目前呈高阻)，可以很

5、好的改 進(jìn)指標(biāo)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電棒的安裝強(qiáng)度有必要改進(jìn)。此次實(shí)驗(yàn)中，一次成品率沒有提高，但調(diào)試成功率 上升。第四次試驗(yàn)： 為了加強(qiáng)導(dǎo)電棒的安裝強(qiáng)度，對(duì)腔體又做了一次較大的改進(jìn)：在四個(gè)N連接器所在的 位置，挖四個(gè)8mm*2mm*1mm的深腔，加裝四氟卡槽，一是加入了低阻補(bǔ)償，二是加強(qiáng)了導(dǎo)電棒的 安裝強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)了上次試驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)的問題，都有了較完好的解決，調(diào)試成功率可達(dá)到50%o 第五次試驗(yàn)： 這次試驗(yàn)?zāi)康脑谟跍p少調(diào)試量，大幅提高一次成品率與調(diào)試成品率，實(shí)驗(yàn)中，在其他兩 個(gè)地方也加入了四氟支撐架，位置在第一級(jí)的1/3處與第二級(jí)2/3處，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輸入輸出端口的回波 損耗下將不是很多，即時(shí)如此

6、，其指標(biāo)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于要求值；同時(shí)方向性上升較多，最高可達(dá)到27dB， 一般也有21dB。耦合度變化不是很大，其平坦度仍在要求范圍內(nèi)。但同樣的，其仍然存在一個(gè)重復(fù)性 的問題，但不是太大，較之以前的實(shí)驗(yàn)，其成品率巳達(dá)到70%，優(yōu)良率達(dá)到20%，再次調(diào)試后的成品 率達(dá)到90%，一般三次調(diào)試后成品率達(dá)到100%。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，并不是所有的腔體耦合器都要加這么 多的支撐架，有時(shí)，只要加入四個(gè)就行了，如圖所示，有時(shí)，加入A組的支撐架，反而會(huì)減小高端方向 性，所以，一般建議只裝四個(gè)支撐架。至此，實(shí)驗(yàn)基本上結(jié)束，接下來是做生產(chǎn)型工藝控制問題。三、生產(chǎn)工藝經(jīng)過了多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)工藝有了較好的認(rèn)識(shí)。第一問題，耦合間隙

7、的控制。與一般的介質(zhì)板線耦合器 不同的是，空氣腔體耦合器沒有成型的電路板，這樣，耦合間隙只有人為的控制，為此，定做了不同型 號(hào)的不同定位塊，以解決定位問題，但是由于導(dǎo)電棒銅材質(zhì)軟，在安裝過程中，常會(huì)發(fā)生彎曲，這就會(huì) 導(dǎo)致耦合平坦度下降，輸入輸出回波損耗惡化；而且不同工人裝配力度不一樣，同一個(gè)定位塊，有的工 人能很好的控制其松緊，有的工人控制得過松，有的則過緊，這就直接導(dǎo)致了成品率的不同，第二個(gè)問 題是，焊接方面的問題，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，腔體耦合器對(duì)端頭的焊接也有一定的要求：由于導(dǎo)電棒四個(gè)端 頭是切好焊接口的，在焊接時(shí)，如不將焊接口用焊錫全部補(bǔ)滿，會(huì)直接導(dǎo)致各處端口的回波損耗，而且 相差值較大，最高

8、達(dá)到8dB。第三個(gè)問題是，耦合導(dǎo)電棒安裝方向，雖說耦合器本身是個(gè)互易的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)，但實(shí)驗(yàn)中仍發(fā)現(xiàn)其還是選向，從多次的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將緊耦合區(qū)接匹配負(fù)載時(shí)的方向性指標(biāo)要較松 耦合區(qū)接負(fù)載時(shí)好得多，但回波損耗正好相反。第四個(gè)問題是，四氟支撐架位置的問題。我們在示意圖 中可以看到，一個(gè)腔體耦合器最多需要6個(gè)四氟支撐架，上下各三個(gè)，兩兩一組，共三組，其中A組是 位于松耦合區(qū)，B組是在中央跳變點(diǎn)處，C組是在緊耦合區(qū)，其中B，C兩組作用較大，A組有時(shí)作用很 小，甚至的反作用，所以一般建議使用兩組四只。其中C組的位置不很固定，有時(shí)，必須在調(diào)試中解決。 這也是導(dǎo)致成品率低與調(diào)試量大的原因?，F(xiàn)在針對(duì)上述四個(gè)問題進(jìn)

9、行解決。問題一，解決方案：加長定位塊的長度，在安裝時(shí)，不能用力過大，導(dǎo)致導(dǎo)電棒彎曲，定位塊不能卡得 太緊，以緊密合縫，取下不費(fèi)力為準(zhǔn)，導(dǎo)電棒不可彎曲，不可歪斜。安裝工序：1、先固定彎棒，然后加 入定位塊；2、加入直棒，擠壓直棒與彎棒中心以和定位塊緊密結(jié)合，（可以考慮使用鉗子），固定直棒， 用焊錫填滿缺口； 3將彎棒缺口填滿。問題二，解決方案：將缺口補(bǔ)滿，不能有一點(diǎn)凹口。問題三，解決方案：將緊耦合區(qū)焊在負(fù)載那一方。問題四，解決方案：A組支撐架不加，B組位置變，C組可先放于圖示位置。但不管如何加工，工人都不可能很好的撐握定位精度的一致性，所以調(diào)試量還是有的，但會(huì)減少很多。四、調(diào)試方法 不管哪一項(xiàng)指

10、標(biāo)不滿足，在調(diào)試過程中，都要檢查以下幾個(gè)方面:1、導(dǎo)電棒有無裝變型，有無裝斜;2、端口缺口處有無用焊錫填滿；3、端頭處有無加裝四個(gè)卡槽；4、中間跳變點(diǎn)處有無加裝2.1mm支撐架，緊耦合區(qū)圖示位置有無加裝支撐架；5、N連接器、負(fù)載有無安裝緊固，接觸是否良好。6、導(dǎo)電棒端頭是否緊緊放在四氟卡槽內(nèi)，端頭與腔體內(nèi)壁的間隙是否是1mm0.2mm。如果上述安裝不對(duì)，請將其改對(duì)后再調(diào)試。指標(biāo)可能不滿足項(xiàng)：1、17002200輸入（輸出）回波損耗差；2、輸入、輸出回波損耗差別大，比如輸出可能是好的，但輸入?yún)s是壞的；3、17001900耦合回波損耗差；4、19002200耦合回波損耗差；5、耦合度大；6、耦合度小；7、1700方向性差；8、2200方向性差；調(diào)試方法：1、將端頭的缺口用焊錫填滿；2、導(dǎo)電棒變形，彎曲，裝斜了，要將其糾正過來；3、