射頻同軸連接器設(shè)計(jì)

李明德【摘要】型射頻密封連接器，主要用在大、中功率米波電視天饋系統(tǒng)連接電纜傳輸電視信號。其電壓駐波比在~頻率范圍內(nèi)為~，不能滿足分米波電視了具體分析。找出了多支撐、多階梯、多介質(zhì)是影響的主要因素，并進(jìn)行了改進(jìn)。新設(shè)計(jì)的型連接器，不僅保持了原有各種性能，且大大降低了，使在~頻率范圍內(nèi)，為~，滿足了分米波電視天饋系統(tǒng)的需要，達(dá)到了目前國際上同類LQ型射頻密封連接器，主要用在大、中功率米波電視天饋系統(tǒng)連接主、分饋電纜傳輸電視信號，或用于其它通信設(shè)備。連接器上備有充氣孔，供電纜充入干燥空氣或惰性氣視事業(yè)發(fā)展的需要，在七十年代末和八十年代初我國陸續(xù)研制了一系列米波段LQ型射頻VSWR0~1GHz隨著廣播電視事業(yè)的發(fā)展，迫切需要發(fā)展我國的分米波彩色電視系統(tǒng)，使其接近或達(dá)到目前國際上同類產(chǎn)品水平。對于射頻密封連接器，分米波段與米波段的主要區(qū)別是適用性能穩(wěn)定，仍為一種比較好的連接結(jié)構(gòu)形式，在國外也廣為采用。對此，如何降低LQ型按照射頻連接器的設(shè)計(jì)原則應(yīng)滿足以下要求：Q1.現(xiàn)行LQ型連接器的結(jié)構(gòu)綜合目前國內(nèi)LQ型射頻密封連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，略去連接結(jié)構(gòu)，電纜夾緊裝置、充2.結(jié)構(gòu)參數(shù)偏差對電壓駐波比的影響根據(jù)同軸傳輸線理論，其特性阻抗為：ZZlnd(1)r由(1)式可見，特性阻抗Z的數(shù)值取決于絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr、外導(dǎo)體內(nèi)徑D以及內(nèi)導(dǎo)體外徑d。在加工制造過程中，由于環(huán)境、技術(shù)、材料本身諸因素，內(nèi)外導(dǎo)體直εr)較小時，特性阻抗的偏差可用下式表示：eDd2edrσz(3)σz(3)=差是機(jī)遇性的，因此服從正態(tài)分布規(guī)律：(()22+()22+()22?r?dd?DDr?z?z?zzσ——等效介電常數(shù)均方根偏差值；εdσ——內(nèi)導(dǎo)體外徑均方根偏差值；dσ——外導(dǎo)體內(nèi)徑均方根偏差值。D而：?ε=ε而：?ε=εεlndrrrz1?d=εdrz1?D=εDr?z?z?z?z?z?zrσ=0.55Qz△VSWR=1+Z將特性阻抗均方根偏差值代入式避免使用或少用絕緣介質(zhì)材料。3.絕緣介質(zhì)材料的影響根據(jù)公式(1)，當(dāng)絕緣介質(zhì)為空氣時，特性阻抗為：D空d空dε=lnDdn1DieDi1ii1=ddedr1特性阻抗影響越大，導(dǎo)致VSWR性能越差。于絕緣襯套的附加，也增多了影響特性阻抗的因素，失去了作為阻4.補(bǔ)償不當(dāng)帶來的影響A＇B＇C＇E＇F＇G＇六個階梯，由于階梯產(chǎn)生的不連續(xù)電容，對特性阻抗亦產(chǎn)生影響。G＇亦可減少，從而減少由于階梯產(chǎn)生的不良影響。在連接器與電纜的配接處，連接器內(nèi)外導(dǎo)體均是表面光滑的銅導(dǎo)體，而電纜的外導(dǎo)體為皺紋銅管，內(nèi)導(dǎo)體有的是直銅管，有的是皺紋銅管，內(nèi)外導(dǎo)體間為聚乙烯螺旋支撐，因此在連接器與電纜的配接處，不僅存在著導(dǎo)體直徑的突變，而且存在著導(dǎo)體結(jié)構(gòu)型式、介質(zhì)結(jié)構(gòu)型式的變化，需要對此進(jìn)行補(bǔ)償。在圖1、2、3中如果把絕緣支撐2，絕緣襯套理解為采取的補(bǔ)償措施的話，分別切割補(bǔ)償段與切割電纜所獲的截面結(jié)構(gòu)如圖4~7。圖4雙支撐結(jié)構(gòu)截面圖5外襯式結(jié)構(gòu)截面介質(zhì)所占腔體截面積比例4567質(zhì)所占腔體截面積的比例仍差別較大，因而未能起到補(bǔ)償作用。應(yīng)謀求新的補(bǔ)償措施。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)分析，針對圖1~3所示結(jié)構(gòu)存在的問題，按照設(shè)計(jì)原則，對分米波段LQ型連接器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案如下：5.對連接器與電纜的配接處進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償過渡設(shè)計(jì)。1絕緣支撐2補(bǔ)償環(huán)DZlnd最少(2個)，因而也最符合D各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。在設(shè)計(jì)中盡量擴(kuò)大空氣段所占整個傳輸腔體的比例，作為連接器標(biāo)稱阻抗在連接器與電纜的配接處，選擇以連接器和電纜的兩內(nèi)導(dǎo)體直徑尺寸接近，電纜皺紋綜上所述，傳輸腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖：以以L27Q為例，分別取原國產(chǎn)L27Q產(chǎn)品和新設(shè)計(jì)L27Q各一對，各配接一短段SDY-50-17-3型低衰減低駐波比射頻同軸電纜，用同一對N/L27型轉(zhuǎn)接器在同一臺進(jìn)口的由測試曲線看，在0~500MHz范圍內(nèi)，回波損耗由原來的-28dB降為-46dB，換算為WRGHz五、結(jié)論傳輸腔體應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)阻抗空氣段，減少不必要的絕緣支撐和絕緣介質(zhì)，且對連接器與電纜的配接處應(yīng)進(jìn)行過渡補(bǔ)償，這些都是降低VSWR行之有效的措施。LQ型射頻密封連接器經(jīng)過重新設(shè)計(jì)完全可以滿足分米波電視天饋系統(tǒng)的需要。參考文獻(xiàn)[1]研制精密同軸標(biāo)準(zhǔn)與元件的某些基本設(shè)計(jì)原則I.E.E.ETronsMTT-14頻同軸連接器的補(bǔ)償方法韋開河抗連續(xù)，得到補(bǔ)償。采用這種補(bǔ)償方法制造的彎式L16型同軸連接器，在頻率達(dá)10GHz解決彎式L16型射頻同軸連接器阻抗不連續(xù)問題；研制、生產(chǎn)出具有低電壓駐波比(VSWR)特性的產(chǎn)品，滿足寬頻帶微波傳輸設(shè)備的需要，是設(shè)計(jì)中需要解決的問題。相配螺紋為公制螺紋)的阻抗不連續(xù)的補(bǔ)償問題進(jìn)行了較多研究。對介質(zhì)表面電鍍銀作為彎延續(xù)；并通過實(shí)驗(yàn)最佳除去鍍銀層，實(shí)現(xiàn)彎角處阻抗不連續(xù)的補(bǔ)償。也有用電纜介質(zhì)芯子和金屬襯墊(或用導(dǎo)電微粒的環(huán)氧樹脂)作外導(dǎo)體的延續(xù)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)哪康?。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。軸連接器，目前還未見報(bào)導(dǎo)。本文介紹的關(guān)于彎式同軸連接器的補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法，是根據(jù)同軸傳輸線的原理，采用直角彎曲等直徑過渡；同時，應(yīng)用同軸線的特性阻抗與介質(zhì)占空比駐波比測試的結(jié)果。1.彎式L16型同軸連接器彎角處特性阻抗不連續(xù)的原因有：況下，隨內(nèi)導(dǎo)體外徑的減小而升高。造成線上阻抗不連續(xù)。(2)絕緣支撐(介質(zhì))直徑在90°彎角處其截面呈橢圓狀，長軸直徑加大，此處出現(xiàn)高阻△Z抗，阻抗偏差大。根據(jù)公式VSWR=1+可以看出阻抗偏差△值越大，電壓駐波比Z越大。彎式型同軸連接器存在一個最低截止頻率，根據(jù)公式截止頻率f=190.80(D+d)它的單位為。在彎角處該連接器的截止頻率為，低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量頻率，當(dāng)測量頻率達(dá)時，電壓駐波比超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對阻抗不連續(xù)的補(bǔ)償方法有很多。根據(jù)文獻(xiàn)資料介紹有下列幾種方法：QΔ≈圖彎頭外導(dǎo)體內(nèi)表面切割圖用金屬襯墊(含金屬微粒環(huán)氧樹脂的)彎頭結(jié)構(gòu)QΔ≈圖彎頭內(nèi)導(dǎo)體彎角切割圖最佳除去鍍銀層的彎頭結(jié)構(gòu)以上各種補(bǔ)償方法由于受到結(jié)構(gòu)和工藝條件限制，生產(chǎn)中還沒有見到應(yīng)用。根據(jù)同軸線的設(shè)計(jì)原理，為消除彎式型同軸連接器彎角處阻抗不連續(xù)，現(xiàn)采用內(nèi)導(dǎo)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χεd改變介質(zhì)(聚四氟乙烯介質(zhì))的總體積比例χ值，通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)選擇最佳χ值為0.42，實(shí)試驗(yàn)結(jié)果與討論《射頻連接器電壓駐波比測試法》準(zhǔn)備樣品，進(jìn)行測試。測量數(shù)據(jù)和繪制的電壓駐波比與質(zhì)占空比例達(dá)到阻抗連續(xù)的規(guī)定值從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。用掃頻測量法測得電壓駐波比值比傳統(tǒng)的點(diǎn)頻法測得的數(shù)據(jù)偏大。這是因?yàn)閽哳l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(diǎn)頻法測1234FS余電壓駐波比)表2改進(jìn)后L16-JW5與L16-KF5電壓駐波比測量數(shù)據(jù)1234XB器。AB－補(bǔ)償后的樣品參文考獻(xiàn)介質(zhì)切割法在射頻同軸連接器中的應(yīng)用韋開河【摘要】本文介紹介質(zhì)切割法用于同軸連接器的介質(zhì)絕緣支撐的最佳切割(設(shè)計(jì))，以擴(kuò)展其工作頻率范圍；并用來補(bǔ)償因設(shè)計(jì)和制造原因出現(xiàn)的阻抗不連續(xù)。凡有絕緣支撐的同軸連接器，均可采用這一方法進(jìn)行最佳切割(設(shè)計(jì))，獲得滿意的電性能。實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的用于各種寬帶微波通信設(shè)備的同軸連接器，通過縮小內(nèi)、外導(dǎo)體直徑來擴(kuò)展工作頻率范圍的辦法，已不能滿足要求。近幾年來，國外有文章報(bào)導(dǎo)，用改變同軸連接器內(nèi)絕緣支撐的介質(zhì)體積比例，減小它的有效介電常數(shù)，用這種辦法進(jìn)行寬頻帶絕緣支撐、寬頻帶耐高溫及耐輻照絕緣支撐與毫米波段絕緣支撐的設(shè)計(jì)。本文提出的“介質(zhì)切割法”的原理、阻抗不連續(xù)的補(bǔ)償?shù)睦碚撘罁?jù)，以及應(yīng)用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量曲線，在生產(chǎn)中得到驗(yàn)證，可供參考。介質(zhì)切割法是應(yīng)用同軸傳輸線中，有絕緣支撐的介質(zhì)的有效介電常數(shù)與其體積比例有關(guān)，支撐段的截止頻率與等效介電常數(shù)成反比的特性，減小介質(zhì)固體介質(zhì)支撐的占空比例，可以獲得較小的等效介電常數(shù)值。從而達(dá)到拓寬工作頻率范圍的目的。同理，固體介質(zhì)絕緣支撐體積比例的改變，影響著支撐段的特性阻抗。最佳切割設(shè)計(jì)，可以使阻抗不連續(xù)部分變得平滑，得到補(bǔ)償。計(jì)算或fc=c·表明，同軸線的外導(dǎo)體內(nèi)直徑與內(nèi)導(dǎo)體外直徑已定，將絕緣支 撐切割成與空氣介質(zhì)混合使用，獲得較小的接近于空氣的等效介電常數(shù)c。實(shí)現(xiàn)、提高截止頻率fc或縮小λ的目的。應(yīng)用介質(zhì)切割法最佳切割設(shè)計(jì)不同形狀的絕緣支撐，其等效介電常數(shù)的計(jì)算見表。序號序號介總介總表不同形狀的絕緣支撐等效介電常數(shù)計(jì)算表支撐輪輻形cεcεεccεεεεεεε介εεεε積εεεε介積序號序號孔總介總表支撐應(yīng)用公式輪轂形cεε數(shù)直ε性姆介撐ε寬頻帶耐高溫、耐輻照絕緣支撐的切割設(shè)計(jì)耐高溫、耐輻照絕緣支撐，通常采用熔凝硅、康寧玻璃＃等材料，這類材料介電常數(shù)ε偏高ε。這將使支撐段的截止頻率變低。在保證有足夠機(jī)械強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減少支撐材料。用介質(zhì)切割法設(shè)計(jì)支撐呈星形或輪輻形。截止頻率達(dá)到時，。寬帶絕緣支撐的切割設(shè)計(jì)新開發(fā)的特性阻抗為Q的系列同軸連接器，在反射系數(shù)≤時，最大≤的條件下，頻率達(dá)到。支撐形狀見表序號所示。毫米波段絕緣支撐的切割設(shè)計(jì)總體介質(zhì)挖孔體積總體積可獲得需要的等效介電常數(shù)c值。支撐厚度≤λ，取孔，反射最小。毫米波段支撐形狀見表序號所示。直角連接器絕緣支撐的切割設(shè)計(jì)直角連接器的絕緣支撐，通常采用兩件帶°斜角的絕緣支撐，對接成°角過渡。彎角處固體介質(zhì)增厚，阻抗增加，破壞了連接器特性阻抗的連續(xù)。用介質(zhì)切割法，最佳切割支撐尖角處介質(zhì)，使阻抗平滑過渡，反射減小，提高尖角處截止頻率，獲得低的電壓駐所示。寬帶耐高溫、耐輻照同軸連接器的絕緣支撐，用介質(zhì)切割法切割設(shè)計(jì)成星形或輪輻介電常數(shù)計(jì)算值。該值的降低，使支撐段的截止頻率達(dá)到，電壓駐波比≤。新開發(fā)的列寬帶同軸連接器的絕緣支撐，用介質(zhì)切割法切割設(shè)計(jì)，將最大工作頻率達(dá)系系數(shù)≤的第二代產(chǎn)品，進(jìn)而發(fā)展為最大工作頻率達(dá)，反射系數(shù)≤的第三代產(chǎn)品。毫米波段型連接器的研制，應(yīng)用介質(zhì)切割法切割設(shè)計(jì)的輪轂形絕緣支撐，將計(jì)彎角支撐，使彎角處阻抗變得平滑、連續(xù)，得到補(bǔ)償。這些絕緣支撐的切割設(shè)計(jì)，因制造和測量工作的限制，本文只能給出兩種典型結(jié)構(gòu)的同軸連接器的電壓駐波比與頻率關(guān)系曲線，加以說明。見圖和所示。五、結(jié)論介質(zhì)切割法的提出，對最佳切割設(shè)計(jì)各種寬頻帶同軸連接器的絕緣支撐，提高支撐段的截止頻率，拓寬射頻同軸連接器的工作頻率范圍，補(bǔ)償因設(shè)計(jì)和制造出現(xiàn)的阻抗不連續(xù)，提供了手段。切割方法可以采用模具壓制或機(jī)械切割。參考文獻(xiàn)陳天化蕢行方陳榴琴【摘要】本文分析影響直式射頻連接器電壓駐波比的主要因素，提出設(shè)計(jì)寬頻帶低駐波比射頻連接器的基本原則、原理和計(jì)算方法，給出一些計(jì)算公式和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。射頻連接器是無線電電子設(shè)備和儀表中必不可少甚至是關(guān)鍵的電子元件。電壓駐波比是射頻連接器的一項(xiàng)極重要的電氣參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對射頻連接器電壓駐波比提出了越來越高的要求。許多連接器專家為此竭盡努力，取得了顯著的進(jìn)展。到了七十年代中后期，射頻連接器的發(fā)展在國際了點(diǎn)頻測量，并且出現(xiàn)了時域測量技術(shù)。在國內(nèi)，隨著微波通信技術(shù)和測量方法的進(jìn)步，駐波比小于1.05的分米波連接器以及駐波比小于1.02的各種精密轉(zhuǎn)接器。研制工作到帶低駐波比射頻連接器提供設(shè)計(jì)依據(jù)。因素射頻連接器實(shí)質(zhì)上是一段帶有連接機(jī)構(gòu)、電纜夾緊裝置和其他裝置的非均勻同軸線。以直式連接器為例，與均勻同軸線相比，它有三處明顯的不均勻：絕緣支撐區(qū)域、導(dǎo)體尺寸過渡區(qū)域和連接器到電纜的結(jié)合部。在這些地方，都存在著導(dǎo)體直徑尺寸或?qū)w形狀的間隙、導(dǎo)體直徑尺寸偏差、內(nèi)外導(dǎo)體偏心率、接觸件上的槽縫、介質(zhì)介電常數(shù)偏差和導(dǎo)體表面粗糙度等等。但上述三處卻是連接器內(nèi)部的三大反射源，只要把它們引起的反射降低到可以容許的程度，其他的就不難解決了。三、降低射頻連接器駐波比的途徑1.最佳絕緣支撐的設(shè)計(jì)兩種。由于支撐的介入，勢必發(fā)生導(dǎo)體直徑尺寸的階梯突變，破壞了傳輸線的均勻性。從理論分析可知，同軸線導(dǎo)體直徑尺寸的突變，等效于在突變截面上并聯(lián)一個不連續(xù)電容，這個電容可按參考資料提供的公式精確計(jì)算。為消除不連續(xù)電容引起的反射，必須采取如何計(jì)算如圖1所示的導(dǎo)體直徑同時反向突變引起的不連續(xù)電容呢？國外資料曾經(jīng)報(bào)道過兩種不同的計(jì)算方法。第一種方法認(rèn)為總不連續(xù)電容等于內(nèi)外導(dǎo)體突變的兩種最壞組合所形成的單臺階不連續(xù)電容之和，即α=τ1τα=τ2第二種方法假定，在導(dǎo)體突變區(qū)域的內(nèi)外導(dǎo)體之間存在著一個理想等位圓柱面，其直徑可按下式計(jì)算：DDlgdlgd1-lgd1lgd1lgDd1-lgDd總不連續(xù)電容等于由這個等位圓柱面和突變內(nèi)外導(dǎo)體分別組成的兩個單臺階突變所形成的不連續(xù)電容的串聯(lián)，即πα=1=1τα=τ2是以型連接器絕緣子為例計(jì)算出的曲線?？梢钥闯觯谝环N結(jié)果表明總不連續(xù)電容隨外導(dǎo)體外削深度百分比而變化曲線。當(dāng)外導(dǎo)體外削深度為完全外削內(nèi)導(dǎo)體無內(nèi)削深度的左右時，總不連續(xù)電容最小。而第二種結(jié)果卻表明總不連續(xù)電容幾乎與外導(dǎo)體外削深度無關(guān)曲線。種計(jì)算方法比較合乎實(shí)際，與試驗(yàn)結(jié)果頗接近。按此方法設(shè)計(jì)出的連接器大多能獲得滿意的結(jié)果，由此看來，設(shè)計(jì)絕緣支撐時，未必要遵循外導(dǎo)體外削深度應(yīng)控制在完全外削深度的左右的原則。圖可以用提高介質(zhì)區(qū)域特性阻抗即增大電感的方法來補(bǔ)償不連續(xù)電容。這種方法稱高抗補(bǔ)償。介質(zhì)區(qū)域的最佳阻抗值可按下式確定：Z=Z1dd1l是絕緣子寬度。值可用逐次逼近法求得。顯然，當(dāng)工作頻率偏離時，補(bǔ)償是不充分或過量的，因而將有殘余反射。僅當(dāng)頻帶不寬或駐波比要求不很苛刻時才采用高抗補(bǔ)償方是使介質(zhì)區(qū)域內(nèi)的阻抗等于標(biāo)稱特性阻抗，通過去除介質(zhì)端面的部分介質(zhì)以提高電感來就地補(bǔ)償不連續(xù)電容。介質(zhì)凹槽深度δ可按下式計(jì)算：Dδ××Cdln1D 近效應(yīng)的影響和頻率的變化而加以修正。導(dǎo)體直徑尺寸過渡段的最佳設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)接器或電纜連接器中，由于接口尺寸的差別，也不可避免地存在著導(dǎo)體截面尺寸由小變大或由大變小的過渡。為了把過渡段不連續(xù)電容引起的反射減至最小，通常有三種過渡方式：直角過渡、錐形過渡和拋物線過渡。后兩種過渡方式由于加工復(fù)雜，精度難以型中幾乎都采用如圖所示的直角過渡型式。這種過渡的原理是通過錯開內(nèi)外導(dǎo)體直徑突變的截面提高電感，補(bǔ)償電容，使電路呈中性。這也是高抗補(bǔ)償。變的截面提高電感，補(bǔ)償電容，使電路呈中性。這也是高抗補(bǔ)償。圖錯開距離的數(shù)值如何精確計(jì)算？目前尚未查到嚴(yán)格推導(dǎo)的理論計(jì)算公式。人們普遍DDDDKDD對于Q空氣線或?qū)τ赒空氣線。當(dāng)＜1＜時，DD8不同過渡比的轉(zhuǎn)接器進(jìn)行駐波比測試。盡管試驗(yàn)是初步的，但其結(jié)果頗能說明問題：(3)當(dāng)K的數(shù)值最優(yōu)時，對于同一給定的駐波比界限，可使工作頻率范圍大大拓寬，帶低駐波比的連接器或轉(zhuǎn)接器。3.連接器與電纜結(jié)合部的設(shè)計(jì)考慮在連接器與電纜的結(jié)合部，通常也存在著導(dǎo)體直徑尺寸突變的情況。此外，對于配接廣播電視系統(tǒng)和微波工程中廣泛使用的皺紋管電纜的連接器來說，還存在著導(dǎo)體形狀的變化問題，即由光滑導(dǎo)體變?yōu)槁菪驁A環(huán)皺紋管狀導(dǎo)體。這是這類連接器的特殊問題。如何的有效直徑？通常有兩種算法，一種取算術(shù)平均值，另一種取幾何平均值。哪一種準(zhǔn)確？本研究為此進(jìn)行了一些試驗(yàn)，結(jié)果表明，電纜皺紋管內(nèi)導(dǎo)體的等效外徑比其算術(shù)平均值大5~7%，而皺紋管外導(dǎo)體的等效內(nèi)徑比其算術(shù)平均值小2~3%。為了獲得最佳的駐波比性能，應(yīng)使連接器和電纜的導(dǎo)體直徑尺寸盡量接近。對于不可引起附加的不連續(xù)電容？這個問題有待進(jìn)一步研究。4.內(nèi)導(dǎo)體連接間隙的控制通常的設(shè)計(jì)是保證外導(dǎo)體連接間隙為0，允許內(nèi)導(dǎo)體上存在一個連接間隙。這個間隙會引起附加反射，其容許值取決于駐波比性能要求。。5.導(dǎo)體尺寸公差和介電常數(shù)偏差的影響DIF1，精度，尤其要注意介質(zhì)相對介電常數(shù)的設(shè)計(jì)值與實(shí)際值的良好吻合。設(shè)計(jì)寬頻帶低駐波比連接器必須遵循以下三個基本原則：隙等引起的不連續(xù)電容。為了獲得最佳的寬帶性能，通常應(yīng)使連接器的每一長度單元上盡可能保持一致的特性阻抗。2.應(yīng)首先使未被補(bǔ)償?shù)牟贿B續(xù)電容減至最小，然后，對于每一個不可避免的不連續(xù)電容采取單獨(dú)的共面或高抗補(bǔ)償，并通過分離試驗(yàn)力求獲得最佳效果。3.應(yīng)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或表面處理把機(jī)械公差、磨損和介質(zhì)材料對駐波比的影響減至最這三個原則有時會有矛盾，只能根據(jù)需要和可能折衷考慮。研制低駐波比特別是精密型同軸連接器是一件很艱巨的工作，必須靈活應(yīng)用原則，不斷進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)方能奏效。就駐波比研究本身來說，也還有大量的工作(包括測試方法的研究)可做。愿本文的發(fā)表能對這項(xiàng)工作起到促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)ProcIRE32No11P695~7091944[3]研制精密同軸標(biāo)準(zhǔn)和元件的一些基本設(shè)計(jì)原則分米波法蘭連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及分析李明德【摘要】分米波法蘭連接器是廣泛應(yīng)用在廣播電視發(fā)射機(jī)和差轉(zhuǎn)機(jī)上連接主饋、分饋電纜的重要電氣元件。它具有功率容量大、電壓駐波比低和連接方便可靠等特點(diǎn)。本文針對決定其性能優(yōu)劣的結(jié)構(gòu)：界面、傳輸腔體、絕緣支撐、過渡、配接電纜和充氣密封等進(jìn)行了分析，并指出了它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。分米波蘭連接器是區(qū)別于螺紋式連接、卡口式連接和推拉式連接機(jī)構(gòu)的具有法蘭盤連法蘭連接器系列。到七十年代，國際電工委員會(IEC)制訂了IEC339-1、IEC339-2通用硬同軸傳輸線及其法蘭連接器總規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范，作為國際通用標(biāo)準(zhǔn)在全世界推廣。其中不僅包括了EIA法蘭連接器系列的全部界面結(jié)構(gòu)，而且在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展補(bǔ)充了新的界面結(jié)構(gòu)內(nèi)容。分米波法蘭連接器是指主要用在分米波電視發(fā)射機(jī)、差轉(zhuǎn)機(jī)的天饋系統(tǒng)，連接主饋電纜或分纜電纜(通常是半空氣介質(zhì)皺紋導(dǎo)體同軸電纜)的法蘭連接器，該連接器也常應(yīng)用在微波通訊的高頻回路中。由于它的法蘭盤結(jié)構(gòu)與硬同軸傳輸線用法蘭連接器的接口界面根據(jù)分米波電視發(fā)射機(jī)、差轉(zhuǎn)機(jī)整機(jī)及其天饋系統(tǒng)的要求，分米波法蘭連接器必須具備功率容量大、電壓駐波比低，與半空氣介質(zhì)皺紋導(dǎo)體同軸電纜連接可靠且具有充氣密封使功率等級、配接饋線的規(guī)格等對應(yīng)關(guān)系如表1。7＂87＂81~3KW5858181830~60KW1818奠定了其低電壓駐波比的基礎(chǔ)，滿足了分米波電視發(fā)射機(jī)、差轉(zhuǎn)機(jī)整機(jī)對連接器各項(xiàng)性能的。1界面和連接機(jī)構(gòu)波法蘭連接器的界面和連接法蘭盤的結(jié)構(gòu)尺寸符合RS-258EIA標(biāo)準(zhǔn)和IEC339-21.插孔2.法蘭盤3.定位銷4.雙向插針5.絕緣支撐圖1分米波法蘭連接器的界面和連接機(jī)構(gòu)由圖1可見，該連接結(jié)構(gòu)是由一個雙向內(nèi)連接體和兩個外導(dǎo)體法蘭盤組成。它不分插頭還是插座。連接時，兩端為同一種法蘭連接器，中間由一個雙向內(nèi)連接體把兩端的插孔連接起來構(gòu)成內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)。雙向內(nèi)連接體是一個兩端為彈性插針中間裝有一絕緣支撐的組拔去即可視為陰性插孔連接器。這種結(jié)構(gòu)既滿足了連接方便可靠的要求，又達(dá)到較其它結(jié)構(gòu)通用件多，整件零件少，節(jié)約材料降低生產(chǎn)成本的目的。雙向內(nèi)連接體既起到對內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)連成一體的作用，同時也起到使兩連接器的外導(dǎo)體連成一體保證其同軸的作用。法蘭盤上設(shè)有定位銷釘，安裝時幫助迅速定位對接，又進(jìn)一步保證兩連接器內(nèi)外導(dǎo)體的同軸度。射頻同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)通常由插針和插孔組成，如圖2。通常在插孔上開兩槽或多槽形成彈性插孔。材料選用錫磷青銅或鈹青銅，插針為實(shí)體針狀。而分米波法蘭連接器組成內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)的插針和插孔則與上相反，插孔不開槽，而插針設(shè)計(jì)成具有彈性結(jié)構(gòu)的插孔開槽引起內(nèi)導(dǎo)體外徑的變化導(dǎo)致的特性阻抗的變化，從而降低了電壓駐波比(1)。這種界面和連接結(jié)構(gòu)要求雙向內(nèi)連接體必須做完全對稱設(shè)計(jì)，并且和常規(guī)設(shè)計(jì)一樣要控制針孔配合間隙。2一般射頻連接器的內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)3傳輸腔體的結(jié)構(gòu)如圖3所示。由圖3可見，該結(jié)構(gòu)是一個除絕緣支撐外全由空氣充滿的結(jié)構(gòu)。為了固定絕緣支撐，設(shè)置了一個金屬襯套，襯套和外導(dǎo)體上開的孔是為了滿足充氣的需要。這種結(jié)構(gòu)避免了引入其它介質(zhì)導(dǎo)致對特性阻抗的影響(2)。同時提供一個比較穩(wěn)定和準(zhǔn)確的標(biāo)稱阻抗段，作為整個連接器標(biāo)稱特性阻抗的基礎(chǔ)，有利于降低電壓駐波比。金屬襯套的設(shè)置，充當(dāng)了外導(dǎo)體的一部分，其內(nèi)徑的選擇要有利于與配接電纜的過渡設(shè)計(jì)，既要起到固定絕緣支撐的作用，又要避免使傳輸腔體產(chǎn)生較大階躍?？傊欣诒３痔匦宰杩沟木鶆蛐院瓦B續(xù)性，這樣也就有利于降低電壓駐波比。襯套上的通氣孔，以滿足充氣要求為宜，不宜多和大。傳輸腔體處于界面和電纜夾緊裝置之間，內(nèi)導(dǎo)體系統(tǒng)前有雙向內(nèi)連接體的絕緣支撐，后有電纜對內(nèi)導(dǎo)體的支撐固定，因而再單設(shè)一個絕緣支撐則可滿足支撐內(nèi)導(dǎo)體的功能。絕緣支撐到界面之間空氣段的距離越接近外導(dǎo)體內(nèi)徑的兩倍越好。不宜引起高次模(3)。4絕緣支撐和過渡設(shè)計(jì)面補(bǔ)償結(jié)構(gòu)具體尺寸的確定，其它文章多次給出，這里不再述之。過渡設(shè)計(jì)這里是指由連接器到配接電纜之間的過渡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分米波法蘭連接器配接纜