射頻同軸連接器技術(shù)簡介.ppt

1、射頻同軸連接器技術(shù)簡介，內(nèi)容，1。射頻連接器的發(fā)展2。射頻連接器的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。射頻連接器的基本概念和技術(shù)特征。射頻連接器的主要技術(shù)指標(biāo)5。常用射頻連接器介紹。射頻連接器的選擇和使用。射頻連接器的發(fā)展。1939年出現(xiàn)的超高頻連接器是最早的射頻連接器。第二次世界大戰(zhàn)期間，隨著雷達(dá)、無線電和微波通信的發(fā)展，出現(xiàn)了N、C、BNC和TNC等中型系列。1958年以后，隨著整個設(shè)備的小型化，出現(xiàn)了形狀記憶合金、中小企業(yè)和表面貼裝電容器等小型化產(chǎn)品；1964年，美國軍事標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-39012 射 頻同軸連接器總規(guī)范被制定。20世紀(jì)70年代末，毫米波連接器出現(xiàn)了；20世紀(jì)90年代初，惠普推出了一款1.0毫米的

2、連接器，頻率高達(dá)110千兆赫，并將其用于儀器和設(shè)備中。20世紀(jì)90年代，射頻同軸連接器出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于手機(jī)產(chǎn)品。4、射頻同軸連接器在中國的發(fā)展，射頻連接器自20世紀(jì)50年代以來一直由中國整機(jī)廠開發(fā)；六十年代，專業(yè)工廠建立，專業(yè)化生產(chǎn)開始；1972年，國家組織集中設(shè)計，使國產(chǎn)射頻連接器自成一體，只能在中國使用，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)水平低，不能與國際通用產(chǎn)品對接和交換；自20世紀(jì)80年代以來，國際標(biāo)準(zhǔn)被采用。根據(jù)IEC169和MIL-C-39012，GB11313和GJB681已經(jīng)頒布，使射頻同軸連接器的生產(chǎn)和使用逐漸符合國際標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過十多年的努力，通用射頻連接器的整體水平與國外相差不遠(yuǎn)，但精密連接器的設(shè)計和

3、生產(chǎn)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。美國是世界上最大的通用射頻連接器制造商和消費者，其技術(shù)水平也是一流的，因此美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-39012被認(rèn)為是射頻連接器的最高標(biāo)準(zhǔn)。其他先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)包括德國DIN、英國BS、日本JIS和IEC標(biāo)準(zhǔn)。這些國家或國際標(biāo)準(zhǔn)大多是參照或等同于美國軍事標(biāo)準(zhǔn)制定的，有些國家或公司甚至直接適用美國軍事標(biāo)準(zhǔn)。國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，而不是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，因此很少直接引用；值得一提的是，德國在一些特殊的新型連接器方面也有一些優(yōu)勢，如在通信領(lǐng)域廣泛使用的DIN47223 7/16(L29)系列、DIN47297 SAA系列DIN41626和DSA系列。德國的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品已經(jīng)被全世界

4、認(rèn)可，但這些標(biāo)準(zhǔn)并沒有出現(xiàn)在美國。中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中國現(xiàn)行通用射頻同軸連接器標(biāo)準(zhǔn)分為兩部分，一部分是軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB681、GJB680、GJB976及其詳細(xì)規(guī)范)。另一部分是民用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)IEC169-1為GB11313。國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)基本上都是參照國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定的，主要指標(biāo)都已搬至字面上。因此，可以說我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)是一致的，各項指標(biāo)和技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平是同步的。一、八、三。射頻連接器1的基本概念和技術(shù)特征。射頻連接器的定義通常連接在電纜上或安裝在儀器上的元件，作為實現(xiàn)傳輸線電連接或分離的元件。它屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品。簡單地說，它主要起橋梁的作用。2.連接器的分類連接器有

5、很多種。根據(jù)不同的技術(shù)特點，按頻率分為四類：音頻、視頻、無線電和光纖。頻率范圍如下：音頻20千赫，視頻30兆赫 500兆赫 500兆赫，無線電500兆赫 300千兆赫，光纖167兆赫 375兆赫，應(yīng)用于無線電波段的連接器稱為射頻連接器。一、A、9、工程中常用的頻段劃分如下(以GHz計):l 0.39 1.55s 1.55 3.90 c 3.90 6.206.20 10.9k 10.9 36.0 q 36.0 46.0v 46.0 56.0，A、10、3。射頻連接器的分類1)連接器MIL-C-39012 (GJB681)適配器MIL-A-55339 (GJB680)微帶和帶狀線MIL-C-835

6、17 (GJB976) 2)連接類型：卡口型(內(nèi)卡口和外卡口)螺紋推入型(直插型，帶止動型，自鎖型)，A，11，3)可分為：通用型(2級)，精密型(級)和多功能類型(包括濾波、相位調(diào)制、混頻、衰減、檢測、限幅等。4)根據(jù)尺寸大小，可分為：標(biāo)準(zhǔn)型(氮、超高頻、碳)小型(三硝基甲烷)微型(SSMA、SSMB、毫米波)，12，(1)電氣方面1。特征阻抗特征阻抗是射頻連接器的重要基本參數(shù)，它直接影響電壓駐波比、工作頻帶、插入損耗等指標(biāo)。特性阻抗計算公式：4。射頻連接器的主要指標(biāo)；2.工作頻段的設(shè)計射頻連接器的工作模式為透射電鏡波，其下截止頻率為零；H11模式的截止頻率是同軸線的上限工作頻率。公式是：A

7、，13，3。射頻連接器的接觸電阻是指接觸點的電阻一般為毫歐級，其值應(yīng)盡可能小。它主要檢查接觸部件的機(jī)械性能，測量時應(yīng)消除體電阻和焊點電阻的影響。4.絕緣電阻主要評估絕緣材料的特性、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及組裝過程中零件表面是否清潔。絕緣性能差會產(chǎn)生漏電流、輕噪聲，嚴(yán)重的信號傳輸將無效。電介質(zhì)耐受電壓檢查的對象類似于絕緣電阻，但是一旦電介質(zhì)耐受電壓不合格，它是非常有害的，并且它可以直接加熱或燃燒連接器或整個系統(tǒng)。因此，介質(zhì)耐壓指數(shù)的失效是射頻連接器的一個致命缺陷。6.射頻高電位耐壓的一般測試頻率為5 7.5兆赫，而不是50Hz的介質(zhì)耐壓。在這個頻率下，介質(zhì)的耐壓能力是不同的。其主要目的是評估連接器承受高頻電

8、壓的能力。A，15，7，電暈等級本試驗的目的是檢驗連接器承受低氣壓下空氣電離產(chǎn)生的電暈的能力。因為電暈導(dǎo)致持續(xù)放電，連接器將被損壞。8.射頻泄漏隨著整個系統(tǒng)的發(fā)展，對信號傳輸質(zhì)量的要求越來越高，因此射頻泄漏指標(biāo)尤為重要。這個索引有雙重功能。一方面，較大的射頻泄漏會造成能量傳輸損耗，產(chǎn)生干擾信號；另一方面，所有射頻泄漏性能差的產(chǎn)品抗干擾能力差。為防止射頻泄漏，應(yīng)考慮連接機(jī)制、電纜連接機(jī)制和電纜選擇。通常，測試頻率為2 3千兆赫，所需指標(biāo)為60 90分貝。射頻插入損耗插入損耗是傳輸系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)，但在實際應(yīng)用中，連接器的損耗與電纜相比非常小，可以忽略不計。例如，在2千兆赫時，形狀記憶合金連接器

9、的插入損耗僅為0.03分貝，而SYV-50-3的插入損耗為0.8分貝/米.10.電壓駐波比(VSWR) VSWR定義為傳輸線電壓(電流)的最大幅度和最小幅度之比，是射頻連接器最重要的電氣指標(biāo)，也是評估射頻連接器性能的主要依據(jù)。對于電纜連接器，設(shè)計者應(yīng)從連接器、電纜和連接方式三個方面系統(tǒng)考慮VSWR。無論哪一方面有缺陷，電纜組件的VSWR都不可能很好，也就是說，應(yīng)該提醒設(shè)計者和用戶不要只在連接器中研究電纜連接器的VSWR。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，射頻連接器依靠優(yōu)良的機(jī)械結(jié)構(gòu)來保證電氣和操作特性，因此機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計非常重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計有兩個基本原則：第一個是“簡單就是可靠”，第二個是“結(jié)構(gòu)設(shè)計必須清楚地把握

10、顧客要求，充分保證所要求的特性”。1.接合力和分離力主要檢查射頻連接器的插入感覺，螺紋連接器用接合力測試(如形狀記憶合金3360 0.23牛頓米)；卡口式力矩和力的驗證；推入力測試(例如，模擬移動床的最大接合力為62.3牛頓，最小分離力為8.9牛頓)。A，19，2。連接機(jī)構(gòu)的抗扭矩指數(shù)僅適用于螺紋接頭。其主要目的是測試連接機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度。小螺紋接頭的指標(biāo)難以達(dá)到，應(yīng)從連接機(jī)構(gòu)的材料、加工工藝和裝配工藝等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。3.插件特性插件特性主要通過機(jī)械方法檢查彈性插孔的彈性，其性能直接關(guān)系到接觸電阻和連接器的耐久性。A、20、4、中心觸點的固定無論是哪種連接器，中心觸點都應(yīng)與電纜芯、微帶或其他導(dǎo)體

11、連接。當(dāng)連接器使用時，中心觸點將受到軸向推力和力矩。如果中心接觸沒有固定好，尾部連接點將受到太大的壓力和松動或斷裂。5.電纜保持力驗證連接器的電纜連接是否有效和可靠。6.連接機(jī)構(gòu)的保持力當(dāng)連接器承受規(guī)定的軸向力時，不應(yīng)松開連接機(jī)構(gòu)。A，21，(3)環(huán)境方面，1。密封和防水密封：防止水或濕氣在低壓下進(jìn)入。氣體密封：具有特定的泄漏率指標(biāo)，連接器應(yīng)燒結(jié)玻璃或陶瓷，產(chǎn)品的電氣性能指標(biāo)低于常規(guī)產(chǎn)品。2.振動防止連接器在振動環(huán)境下瞬間斷裂或外觀機(jī)械損壞。3.沖擊試驗連接器的抗沖擊能力，以防止連接器因運(yùn)輸、現(xiàn)場工作或不小心處理而損壞。A，22，4，溫度影響通過該測試，確定了連接器在從高溫到低溫的過程中的抗沖

12、擊性。溫度沖擊可能導(dǎo)致灌封件脫落、開裂、絕緣性能下降、不良外殼開裂等。5.防潮(防潮)防潮試驗的目的是評估連接器及其材料在高溫和高熱條件下的老化效果。耐濕性差的連接器主要表現(xiàn)為介質(zhì)擊穿、絕緣電阻降低、表面老化甚至開裂。6.鹽霧(腐蝕)本試驗主要模擬沿海工作條件下連接器的耐腐蝕性，實際上主要測試涂層質(zhì)量。23，(4)材料：1。彈性材料符合GJB要求。除非另有規(guī)定，中心觸點的彈性部件應(yīng)由鈹青銅制成。2.聚四氟乙烯通常用作絕緣材料，交聯(lián)聚苯乙烯用作精密連接器，氣密連接器除外。3.外殼材料根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)，射頻連接器外殼可由黃銅、磷銅、鋁、非磁性易切削不銹鋼和鈹青銅制成。在這里，我們要特別注意的是軍用標(biāo)準(zhǔn)

13、，即連接器外殼材料的磁導(dǎo)率應(yīng)小于2.0，這就是為什么我們不能使用普通鋼作為連接器外殼?；瘜W(xué)方面1。可能在它們之間產(chǎn)生電動勢耦合的不相容金屬不應(yīng)該在相互接觸的情況下組裝和使用，以防止干擾信號和電化學(xué)腐蝕。2.電鍍應(yīng)控制厚度、致密性和與底部金屬層的結(jié)合力。所有鍍金零件不應(yīng)鍍銀，因為在某些條件下，銀會發(fā)生化學(xué)遷移。常用射頻連接器介紹1。標(biāo)準(zhǔn)型(N，C系列)(1)N系列是為滿足第二次世界大戰(zhàn)的迫切需要而開發(fā)的最早的微波系列。主要歸功于保羅尼爾，它被稱為“n”系列。采用螺紋對接，工作頻率為0 11千兆赫，可與3 12毫米軟、半軟半剛性電纜配套。(2)康塞爾成功開發(fā)了C系列。它由內(nèi)部卡口連接，內(nèi)部標(biāo)稱尺寸

14、和工作頻率與N系列相同，但不通用。A，26，2，微型(BNC，TNC系列)(1)BNC系列是由尼爾和康塞爾共同開發(fā)的卡口(外卡口)連接器，簡稱“BNC”。其工作頻率為0 4千兆赫，最大特點是連接方便，可(2)TNC系列是BNC的螺紋變體，也稱為螺紋BNC。其工作頻率高達(dá)11千兆赫，抗振性好，因此在許多軍事應(yīng)用中得到應(yīng)用。(1)形狀記憶合金系列(超小型A)是美國本迪克斯公司的詹姆斯切爾于1958年發(fā)明的，其工作頻率為0 18千兆赫。(2)SMB系列SMB是一種帶限位器的推入式連接器，體積小，易于插拔，抗振性好，占用空間小，廣泛應(yīng)用于工作頻率為0 4千兆赫的通信設(shè)備、儀器和導(dǎo)航系統(tǒng)。(3)SMC系

15、列是SMB的螺紋變體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸與SMB相同，工作頻率為0 11千兆赫，通常用于雷達(dá)、導(dǎo)航等軍事裝備。28，(4)MCX系列(IEC1169-36)具有與中小型企業(yè)相同的基本功能，但其體積比中小型企業(yè)小1/3，因此傾向于取代中小型企業(yè)。(5)BMA系列(IEC1169-33)又稱盲插連接器，其固定插座在軸向和徑向有一定的浮動量，可實現(xiàn)積木式、模塊化整機(jī)系統(tǒng)和快速盲插更換，主要用于軍工產(chǎn)品和碼分多址通信設(shè)備。工作頻率為0 22千兆赫。內(nèi)部標(biāo)稱尺寸和匹配電纜與形狀記憶合金相同。(6)SAA系列(DIN47297)是一種推入式自鎖連接器，有50和75兩種型號。目前，它廣泛應(yīng)用于中國的程控交換機(jī)

16、和光收發(fā)器等通信系統(tǒng)。一、29、4、微型(SSMA、SSMB、MMCX系列)(1)SSMA系列在結(jié)構(gòu)特征上與形狀記憶合金相似，但其體積較小，工作頻率可達(dá)40千兆赫，是目前通用的標(biāo)準(zhǔn)毫米波連接器。(2)SSMB系列在結(jié)構(gòu)上與SMB相似，體積較小，廣泛應(yīng)用于軍用電臺。(3)MMCX系列是近年來國外出現(xiàn)的一種新型推入式連接器，也是目前應(yīng)用中最小的連接器。表面貼裝射頻連接器在中國剛剛開始使用，目前還沒有正式的國際標(biāo)準(zhǔn)。6、75系列同軸連接器主要包括BNC、L9、SAA、中小企業(yè)、SMC、F型等系列，用于民用通信系統(tǒng)和儀器儀表行業(yè)。一，三十一，六。連接器的選擇和使用建議綜合考慮以下幾個方面，逐一排除，最終選擇所需產(chǎn)品。1.根據(jù)使用要求選擇