射頻同軸連接器、射頻電纜組件工程設(shè)計(jì)資料

.PAGE.同軸傳輸線、同軸連接器、射頻電纜組件工程設(shè)計(jì)參考資料中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所馬乃祉D：外導(dǎo)體內(nèi)徑d：內(nèi)導(dǎo)體外徑εr：介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)μr：介質(zhì)相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)圖1表1常用介質(zhì)材料的電性能參數(shù)〔25℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓介質(zhì)材料常用標(biāo)記介電強(qiáng)度<伏/密耳>相對(duì)介電常數(shù)εr<103Hz>正切損耗角tgδ<100MHZ>空氣air8010聚乙烯PE4802.35×10-3交聯(lián)聚乙烯IMP7002.35×10-3聚四氟乙烯TFE4802.051×10-4氟化乙烯丙烯FEP5002.052×10-4聚酰亞胺<改性>PI5603.422×10-3聚丙烯<共聚>500～6602.25～2.305×10-4聚苯乙烯POLY5002.555×10-4苯乙烯聚苯撐氧MPPO5002.73×10-3聚苯撐硫/聚苯撐氧PPS/PPO6003.33×10-3改性聚苯醚5002.643×10-31、特性阻抗,Z0〔毆姆精確計(jì)算：2、單位長(zhǎng)度電容C、電感L〔pF/英呎〔μH/英呎1英呎=0.3048米3、理論截止頻率fc〔GHZλc：截止波長(zhǎng)C0：真空中的光速,精確值為299792458±1.2〔米/秒精確計(jì)算：表2同軸傳輸線截止頻率與相近連接器對(duì)照表<50Ω>公稱(chēng)尺寸同軸傳輸線外導(dǎo)體內(nèi)徑〔Dmm截止頻率〔GHZ相近的通用連接器連接器使用上限頻率<GHZ>εr=1εr=1.5εr=2εr=2.05168.487.306.586.527/1661211.319.748.788.69UHF41112.3410.759.579.49HN61013.5711.6810.5310.44SC11816.9714.61213.1613.04BNC4719.3916.6915.0414.9NAPC-7186.520.8918.2016.2016.06TNC11622.6219.4817.5517.40ATNC18527.1523.3721.0620.88433.9429.2226.3226.10SMABMA26.53.538.7833.3930.0829.82APC-3.533345.2538.9635.134.79SSMA352.9246.4940.0336.0635.752.9、SMK〔K402.456.5648.7043.8843.492.450267.8858.4452.6552.161.8573.3863.1856.9256.421.85〔V651135.76116.89105.31104.381.0〔M110D/d2.3012.7753.24953.294、傳播速率VP5、延時(shí)Tns〔ns/英吋6、駐波參數(shù)反射系數(shù)ReflectionCoefficient〔Γ反射損耗ReturnLoss<dB>電壓駐波比VSWR〔ROS表3VSWR、Γ、Loss換算表VSWRΓLoss〔dBVSWRΓLoss〔dB17.39100.891311.08500.0282318.72420.794321.05150.0251325.84800.707931.04580.0224334.41940.631041.04070.0200343.56980.562351.03620.0178353.00950.501261.03220.0158362.61460.446771.02870.0141372.32290.398181.02550.0126382.09990.354891.02270.0112391.92500.3162101.02020.0100401.78490.2818111.01800.0089411.67090.2512121.01600.0079421.57690.2239131.01430.0071431.49850.1995141.01270.0063441.43260.1778151.01130.0056451.37670.1585161.01010.0050461.32900.1413171.00900.0045471.28800.1259181.00800.0040481.25280.1122191.00710.0035491.22220.1000201.00630.0032501.19570.0891211.00570.0028511.17260.0794221.00500.0025521.15240.0708231.00450.0022531.13470.0631241.00400.0020541.11920.0562251.00360.0018551.10550.0501261.00320.0016561.09350.0447271.00280.0014571.08290.0398281.00250.0013581.07360.0355291.00220.0011591.06530.0316301.00200.0010607、電流的趨膚深度δ〔μm電阻率：ρ〔Ω·cm-1電導(dǎo)率：〔Ω·cm波長(zhǎng)：λ〔cm表4部分金屬的電導(dǎo)率金屬電導(dǎo)率滲透深度<100MHZ>銀6.27×1056．3銅5.8×1056．6金4.1×1057．2鋁3.47×1058．5黃銅≈1.5×105≈13黃銅或鈹銅≈1.3×105≈148、同軸線的衰減ββ=β1+β2〔dB/cmβ1〔電阻損耗=〔dB/cmρ1、ρ2分別為外、內(nèi)導(dǎo)體的電阻率〔Ω·cm-1f：頻率〔MHZβ2〔介質(zhì)損耗=〔dB/cm9、駐波系數(shù)對(duì)衰減的影響傳輸線端的負(fù)載的駐波系數(shù)本身增加了傳輸線的衰減Γ2：傳輸線輸入端的反射系數(shù)Γ1：負(fù)載的反射系數(shù)βL：傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)的衰減10、傳輸線內(nèi)外導(dǎo)體間的電場(chǎng)Ea〔V/cm同軸傳輸線內(nèi)外導(dǎo)體間,內(nèi)導(dǎo)體外表面的電場(chǎng)為最大〔V/cmUm：內(nèi)外導(dǎo)體間的峰值電壓11、傳輸線的最大工作電壓U〔單位：伏特,50HZ有效值E的值由絕緣材料的特性確定,單位〔伏特/cm表5絕緣材料E〔V/cm空氣30000空氣+聚四氟乙烯5000空氣+聚乙烯5000單層聚四氟乙烯40000單層聚乙烯5000012、同軸傳輸線的最大電暈強(qiáng)度Pc式中：U：最大工作電壓〔V,50HZ有效值P1：同軸線內(nèi)空氣壓力P0：正常大氣壓P1/P0：只有一部分介質(zhì)是由干燥空氣時(shí)才考慮,否則為113、同軸傳輸線允許傳輸?shù)钠骄β蔖m〔瓦式中：ρ0：外導(dǎo)體的熱擴(kuò)散系數(shù)〔W/cm2D′：外導(dǎo)體〔殼體的外徑〔cmβ：總衰減,最大可考慮乘1.08系數(shù)〔dB/cmk：反射的系數(shù)〔頻率大于500MHZ時(shí)ρ0的值：表6D′〔mmρ0〔W/cm2100.1720≈0.1740≈0.1280≈0.1114、傳輸功率P〔μr設(shè)為1同軸線的電壓駐波比〔VSWR為S時(shí),傳輸最大平均功率Pmax15、介質(zhì)支撐設(shè)計(jì)公式〔1等效介電常數(shù)<εe>的計(jì)算公式當(dāng)有2種或2種以上的介質(zhì)構(gòu)成的支撐件,則其等效介電常數(shù)的計(jì)算方法如下：同軸分布的非單一介質(zhì)圖2基本對(duì)稱(chēng)分布的二種介質(zhì)ε1、ε2：二種介質(zhì)的介電常數(shù)V2：對(duì)應(yīng)ε2介質(zhì)的體積之和V總：二種介質(zhì)的總體積之和圖3若ε2為空氣〔即去除部分固體介質(zhì)材料則〔2介質(zhì)支撐件的設(shè)計(jì)公式〔見(jiàn)圖4當(dāng)在均勻介質(zhì)的同軸線中,有限長(zhǎng)度的非相同介質(zhì)的支撐件會(huì)引起TEM波的激勵(lì)〔高次模,影響同軸傳輸線的截止頻率和傳輸性能,但在射頻同軸連接器設(shè)計(jì)中,基本上不可避免地存在有限長(zhǎng)度非相同介質(zhì)支撐件〔除半硬電纜直通型自由端連接器。因此,設(shè)計(jì)、制造出優(yōu)良的介質(zhì)支撐件是保障連接器高性能的基礎(chǔ)。①支撐件的厚度〔Ba、B＜D1-dB≥2DD1是支撐件的外徑b、B引起高次模的關(guān)系式為λg：工作波長(zhǎng)；f：工作頻率②支撐件外徑、內(nèi)孔徑計(jì)算〔D1、d1D1=2h+D注：h為支撐件外鑲槽的深度圖4h0是設(shè)內(nèi)導(dǎo)體不變,則支撐件外鑲槽的深度③支撐件端面補(bǔ)償?shù)挠?jì)算〔Δ、d2、D2〔共面補(bǔ)償d2=1～1.2d選取D2=0.85～1D選取計(jì)算Δ：計(jì)算A-A截面等效介電常數(shù)εe計(jì)算等位參考面直徑D′計(jì)算外導(dǎo)體直徑變化引起的不連續(xù)電容Cd1內(nèi)導(dǎo)體直徑變化引起的不連續(xù)電容Cd2不連續(xù)電容k為修正系數(shù),k=0.91d、注：具體計(jì)算應(yīng)注意量綱的統(tǒng)一Δ的計(jì)算值是一個(gè)參考值、應(yīng)進(jìn)行實(shí)測(cè)修正,也可直接用實(shí)驗(yàn)方法確定。制造公差應(yīng)盡可能小,但可在保證D1、d1和B的尺寸精度下,控制重量一致的方法。16、同軸變截面補(bǔ)償設(shè)計(jì)〔1臺(tái)階式變截面〔錯(cuò)位補(bǔ)償①介質(zhì)相同εr=1②時(shí)Z0=50Ωk=3.09Z0=60Ωk=2.90Z0=75Ωk=3.04③時(shí)〔2錐形變截面介質(zhì)相同εr=1θ1<°>θ2<°>abcd①θ2采用小于12～16°②θ2大于16°后,應(yīng)采取θ錐頂?shù)腻e(cuò)位,〔虛線中的Δ。③大直徑比的過(guò)渡時(shí)采用錐形過(guò)渡。優(yōu)于臺(tái)階式過(guò)渡。1156.64.30d11.86D14.30d21.86D22206.83.22d11.37D13.22d21.37D2325112.58d11.07D12.58d21.07D243013.32.12d10.865D12.12d20.865D2〔3其它軸向過(guò)渡補(bǔ)償Z0=50ΩZ0=50Ω〔4直角彎式過(guò)渡補(bǔ)償<Δ值僅供參考、應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或CAD進(jìn)行優(yōu)化>Z0=50Ωεr=1Z0=50Ωεr=1Z0=50Ω17、同軸傳輸線的電長(zhǎng)度φ式中：f：工作頻率〔MHZL：傳輸線長(zhǎng)度〔英呎18、相位溫度系數(shù)PTC〔PPM/℃式中：△T：溫度變化值〔℃△φ：以25℃為基準(zhǔn)的相位〔電長(zhǎng)度變化值〔度φ0：絕對(duì)〔總相位〔電長(zhǎng)度19、射頻連接器的耐功率射頻連接器的耐功率〔平均功率,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和25℃、VSWR=1,可參照表7。頻率〔GHz〔HT=耐高溫介質(zhì)支撐墊圈〔FLH=法國(guó)圣迭戈班公司注冊(cè)商標(biāo)：氟塑料〔HF=高頻〔EF=擴(kuò)頻〔展寬頻率20、影響射頻連接器傳輸功率的因素射頻連接器在實(shí)際使用中傳輸功率的大小,首先與傳輸波<連續(xù)波或脈沖波>有關(guān),同時(shí)和使用頻率、環(huán)境溫度、大氣壓力以及系統(tǒng)的匹配狀況；零件制造中的表面質(zhì)量、組裝中的潔凈、無(wú)污染等等因素有關(guān)。表8為部分連接器最大傳輸平均功率的實(shí)際使用參照表。P′=PREF·Kf·Kc·Ks·KhPREF：表7中選取的參考值Kf：使用頻率相關(guān)修正系數(shù)Kc：環(huán)境溫度相關(guān)修正系數(shù)Ks：反射匹配相關(guān)修正系數(shù)Kh：使用高度〔氣壓相關(guān)修正系數(shù)表8KfKcKsKhMCX0.96×F-0.36Kfmax=20SMBSMA3.55×F-0.44Kfmax=20BMAQMA1.5×F-0.44Kfmax=13TNC3.47×F-0.5Kfmax=20ATNC3.55×F-0.44