Ako dôležitá súčasť pasívnych komponentov majú RF koaxiálne konektory dobré vlastnosti širokopásmového prenosu a rôzne pohodlné spôsoby pripojenia, takže sa široko používajú v testovacích prístrojoch, zbraňových systémoch, komunikačných zariadeniach a iných produktoch.Odkedy aplikácia RF koaxiálnych konektorov prenikla takmer do všetkých odvetví národného hospodárstva, čoraz väčšiu pozornosť priťahuje aj jej spoľahlivosť.Analyzujú sa spôsoby zlyhania RF koaxiálnych konektorov.
Po pripojení páru konektorov typu N sa kontaktná plocha (elektrická a mechanická referenčná rovina) vonkajšieho vodiča páru konektorov pritiahne proti sebe napätím závitu, aby sa dosiahol malý prechodový odpor (< 5 m Ω).Kolíková časť vodiča v kolíku je zasunutá do otvoru vodiča v objímke a medzi oboma vnútornými vodičmi v ústí vodiča v objímke je udržiavaný dobrý elektrický kontakt (odpor kontaktu <3m Ω). elasticita steny zásuvky.V tomto okamihu nie je stupňovitá plocha vodiča v kolíku a koncová plocha vodiča v zásuvke pevne stlačená, ale je tu medzera < 0,1 mm, čo má dôležitý vplyv na elektrický výkon a spoľahlivosť koaxiálny konektor.Ideálny stav pripojenia dvojice konektorov typu N možno zhrnúť takto: dobrý kontakt vonkajšieho vodiča, dobrý kontakt vnútorného vodiča, dobrá podpora dielektrickej podpery k vnútornému vodiču a správny prenos napätia nite.Keď sa vyššie uvedený stav pripojenia zmení, konektor zlyhá.Začnime týmito bodmi a analyzujme princíp zlyhania konektora, aby sme našli správny spôsob, ako zlepšiť spoľahlivosť konektora.
1. Porucha spôsobená zlým kontaktom vonkajšieho vodiča
Aby sa zabezpečila kontinuita elektrických a mechanických štruktúr, sily medzi kontaktnými plochami vonkajších vodičov sú vo všeobecnosti veľké.Ako príklad si vezmite konektor typu N, keď je uťahovací moment Mt objímky skrutky štandardných 135 N.cm, vzorec Mt=KP0 × 10-3N.m (K je koeficient uťahovacieho momentu a tu K = 0,12), axiálny tlak P0 vonkajšieho vodiča možno vypočítať na 712 N.Ak je pevnosť vonkajšieho vodiča nízka, môže to spôsobiť vážne opotrebovanie pripojovacej koncovej plochy vonkajšieho vodiča, dokonca aj deformáciu a kolaps.Napríklad hrúbka steny spojovacej koncovej plochy vonkajšieho vodiča samčieho konca konektora SMA je relatívne tenká, iba 0,25 mm, a použitý materiál je väčšinou mosadz, so slabou pevnosťou a spojovací moment je mierne veľký. , takže pripojovacia koncová plocha sa môže zdeformovať v dôsledku nadmerného vytláčania, čo môže poškodiť vnútorný vodič alebo dielektrickú podperu;Okrem toho je povrch vonkajšieho vodiča konektora zvyčajne potiahnutý a povrch pripojovacieho čela sa poškodí veľkou kontaktnou silou, čo má za následok zvýšenie prechodového odporu medzi vonkajšími vodičmi a pokles elektrického napätia. výkon konektora.Okrem toho, ak sa RF koaxiálny konektor používa v drsnom prostredí, po určitom čase sa na spojovacej koncovej ploche vonkajšieho vodiča usadí vrstva prachu.Táto vrstva prachu spôsobuje prudké zvýšenie prechodového odporu medzi vonkajšími vodičmi, zvyšuje sa vložný útlm konektora a znižuje sa index elektrického výkonu.
Opatrenia na zlepšenie: aby sme sa vyhli zlému kontaktu vonkajšieho vodiča spôsobeného deformáciou alebo nadmerným opotrebovaním pripojovacej koncovej plochy, na jednej strane môžeme na spracovanie vonkajšieho vodiča vybrať materiály s vyššou pevnosťou, ako je bronz alebo nehrdzavejúca oceľ;Na druhej strane možno zväčšiť aj hrúbku steny pripojovacej čelnej plochy vonkajšieho vodiča, aby sa zväčšila kontaktná plocha, takže tlak na jednotkovú plochu pripojovacej čelnej plochy vonkajšieho vodiča sa zníži, keď je aplikovaný spojovací moment.Napríklad vylepšený koaxiálny konektor SMA (SuperSMA spoločnosti SOUTHWEST Company v Spojených štátoch), vonkajší priemer jeho stredovej podpery je Φ 4,1 mm znížený na Φ 3,9 mm, hrúbka steny spojovacej plochy vonkajšieho vodiča je zodpovedajúcim spôsobom zvýšená na 0,35 mm a zlepšuje sa mechanická pevnosť, čím sa zvyšuje spoľahlivosť spojenia.Pri skladovaní a používaní konektora udržujte pripojovaciu čelnú plochu vonkajšieho vodiča v čistote.Ak je na ňom prach, utrite ho tampónom s alkoholom.Je potrebné poznamenať, že alkohol by nemal byť namočený na podložku média počas čistenia a konektor by sa nemal používať, kým sa alkohol nevyparí, inak sa impedancia konektora zmení v dôsledku primiešania alkoholu.
2. Porucha spôsobená zlým kontaktom vnútorného vodiča
V porovnaní s vonkajším vodičom, vnútorný vodič s malou veľkosťou a nízkou pevnosťou pravdepodobne spôsobí zlý kontakt a povedie k zlyhaniu konektora.Elastické spojenie sa často používa medzi vnútornými vodičmi, ako je objímkové štrbinové elastické spojenie, pružinové čeľusťové elastické spojenie, vlnovcové elastické spojenie, atď. Medzi nimi elastické spojenie objímka-štrbina má jednoduchú štruktúru, nízke náklady na spracovanie, pohodlnú montáž a najširšiu aplikáciu rozsah.
Opatrenia na zlepšenie: Môžeme použiť silu vloženia a prídržnú silu štandardného meracieho kolíka a vodiča v zásuvke na meranie, či je zhoda medzi zásuvkou a kolíkom primeraná.Pre konektory typu N, priemer Φ 1,6760+0,005 Zasúvacia sila, keď je kolík štandardného kalibru prispôsobený konektoru, by mala byť ≤ 9N, zatiaľ čo kolík štandardného kalibru Φ 1,6000-0,005 a vodič v zásuvke by mali mať prídržnú silu ≥ 0,56 N.Preto môžeme brať silu vloženia a prídržnú silu ako kontrolný štandard.Nastavením veľkosti a tolerancie objímky a kolíka, ako aj procesu starnutia vodiča v objímke, sú sila vloženia a prídržná sila medzi kolíkom a kolíkom v správnom rozsahu.
3. Porucha spôsobená poruchou dielektrickej podpery, ktorá dobre podporuje vnútorný vodič
Ako neoddeliteľná súčasť koaxiálneho konektora hrá dielektrická podpera dôležitú úlohu pri podpore vnútorného vodiča a pri zabezpečovaní vzájomného vzťahu polohy medzi vnútorným a vonkajším vodičom.Mechanická pevnosť, koeficient tepelnej rozťažnosti, dielektrická konštanta, stratový faktor, absorpcia vody a ďalšie vlastnosti materiálu majú dôležitý vplyv na výkon konektora.Dostatočná mechanická pevnosť je najzákladnejšou požiadavkou na dielektrickú podporu.Počas používania konektora by mala dielektrická podpera znášať axiálny tlak z vnútorného vodiča.Ak je mechanická pevnosť dielektrickej podpery príliš nízka, spôsobí deformáciu alebo dokonca poškodenie počas prepojenia;Ak je koeficient tepelnej rozťažnosti materiálu príliš veľký, pri veľkých zmenách teploty sa dielektrická podpera môže nadmerne roztiahnuť alebo zmrštiť, čo spôsobí uvoľnenie, odpadnutie alebo inú os vonkajšieho vodiča, čo spôsobí veľkosť portu konektora, ktorý sa má zmeniť.Absorpcia vody, dielektrická konštanta a stratový faktor však ovplyvňujú elektrický výkon konektorov, ako je vložný útlm a koeficient odrazu.
Opatrenia na zlepšenie: vyberte vhodné materiály na spracovanie nosiča podľa charakteristík kombinovaných materiálov, ako je prostredie použitia a rozsah pracovnej frekvencie konektora.
4. Porucha spôsobená napätím nite neprenášaným na vonkajší vodič
Najčastejšou formou tohto zlyhania je odpadnutie skrutkového puzdra, ktoré je spôsobené najmä nerozumným návrhom alebo spracovaním konštrukcie skrutkového puzdra a zlou elasticitou poistného krúžku.
4.1 Nerozumný návrh alebo spracovanie konštrukcie skrutkového puzdra
4.1.1 Konštrukcia konštrukcie alebo spracovanie drážky poistného krúžku skrutkového puzdra je neprimerané
(1) Drážka poistného krúžku je príliš hlboká alebo príliš plytká;
(2) Nejasný uhol v spodnej časti drážky;
(3) Skosenie je príliš veľké.
4.1.2 Axiálna alebo radiálna hrúbka steny drážky poistného krúžku skrutkového puzdra je príliš tenká
4.2 Slabá elasticita poistného krúžku
4.2.1 Návrh radiálnej hrúbky poistného krúžku je nerozumný
4.2.2 Neprimerané spevnenie poistného krúžku starnutím
4.2.3 Nesprávny výber materiálu poistného krúžku
4.2.4 Vonkajšie skosenie kruhu poistného krúžku je príliš veľké.Táto forma zlyhania bola opísaná v mnohých článkoch
Ak vezmeme ako príklad koaxiálny konektor typu N, analyzuje sa niekoľko režimov zlyhania skrutkovo pripojeného koaxiálneho RF koaxiálneho konektora, ktorý je široko používaný.Rôzne režimy pripojenia tiež povedú k rôznym režimom zlyhania.Iba hĺbkovou analýzou zodpovedajúceho mechanizmu každého poruchového režimu je možné nájsť vylepšenú metódu na zlepšenie jeho spoľahlivosti a následne podporiť vývoj RF koaxiálnych konektorov.
Čas odoslania: Feb-05-2023