连接器技术
浏览量：4965
选择射频连接器,应考虑哪些因素
电压驻波比（VSWR）及其确定
VSWR （Voltage Standing Wave Ratio）是计量信号从连接器返回量的量度标准。 它是一个矢量单位包括振幅和相位分量。认识这一点是非常重要的，特别是当我们在考量传输线上多个连接器的复合影响时。阻抗不匹配会导致反射， 如果所使用的电缆是50欧姆的阻抗，那么连接器也必须保持50欧姆阻抗。从电缆到连接器传输线上的尺寸变换，连接器内的绝缘体介质串动和导体的接触损耗是导致非匹配的主要因素。 通常确定连接器的VSWR有二种方法，第一种方法是在整个频带内采用“平坦直线限定”法， 例如，对于配接柔性电缆的直型BNC插头，VSWR规定到4 GHz的最大值为1.3:1(通常则写为最大1.3 )。第二种方法是考虑到VSWR在实际情况下是典型的频率直接的函数 ，配接RG-142 B/U电缆的直型SMA插头，VSWR可以描述为：VSWR=1.15 +0 .01* F ( GHz ) 到12.4 GHz 最大频率。 例如，在2 Ghz时，容许最大限度的VSWR将是1.15+2*.01或者最大1.17 。 在12.4 Ghz时它将是1.15+12.4*.01或者最大1.274 。 自然地，这些值能被转换为回波损耗或者反射系数。
插入损耗及其确定
插入损耗ρ，定义为： ρ=10*log ( Po/Pi )，单位dB
对于SMA，在6 Ghz测试条件下，可以指定插入损耗ρ=0.06*（f--GHz）dB。例如，在4 Ghz时，插入损耗最大为0.06*2或者0.12 dB。 虽然连接器可以在很宽的频率范围内使用，但通常仅仅在指定的特定频率下测试， 因为对非常小的损耗进行精确测量是一个精确的, 耗时的过程。在MIL PRF-39012中定义了这个测试过程。
如何确定电缆组件的性能
电缆组件有两种受关注的特征性能：电压驻波比VSWR (或者回波损耗)和插入损耗。除了使用极低损失电缆的最短电缆组件(少于6英寸)，所有插入损耗主要都是因为电缆本身的衰减原因, 一般可从厂商资料中确定。如何确认RF连接器符合驻波要求另一方面，VSWR主要是由于连接器的原因。 记住VSWR是一矢量数量，当频率扫描时,每个连接器的VSWR将会随相移的波动而上下跳动。在何处出现这些最大值和最小值将依赖于电缆的长度和其介质常数。 一般说来，计算出的最大驻波由每一末端连接器的反射系数来确定。最坏的情况是2个反映系数相加。 虽然很小，线缆的返回损耗也是VSWR的一部份。如果忽略电缆的损耗， VSWR将减少。 对于这个例子，我们将忽略电缆的衰减而不作为一个影响因素。例如，我们说一个连接器的在某频率下VSWR为1.2，而另一个连接器是1.25， 电缆VSWR是1.05，把VSWR转换成为反射系数分别为0.091，0.111和0.024，最大反射系数=0.226。 转换回VSWR则为1.584。 一种迅速得到结果的方法是乘以这3种的VSWR值， 在这种情况下，它将为1.2*1.25*1.05=1.575。 这非常接近于以前的计算结果. 对于回波损耗，VSWR能被转变成为dB。如果每个连接器的回波损耗是不同的或者如果电缆回波损耗是不可忽略的，那么每种回波损失将不得不被转换成为反射系数被增加然后再被转换回回波损耗。认识到连接器和电缆的VSWR是成矢量地叠加非常重要,并且电缆组件的VSWR比每一单独元件的VSWR要高。
如何确认RF连接器符合驻波要求
在RF设计和研发阶段期间有两个步骤， 一旦完成3 D机械制图，第一个步骤RF设计过程是使用高频率结构模拟软件( HFSS )模拟连接器。这是一个允许我们通过连接器的3 D结构模拟其RF性能的计算机程序。对于HFSS分析, 这种软件没有频率限制并且可以让我们观测连接器或者任何其它微波设备的VSWR (回波损耗)和插入损耗。 此外，它有能力执行时域分析 ( TDR )。 TDR是允许我们看到反射作为距离的函数的一种技术。这使我们能看见连接器内部并且准确地确定不连续性产生的地方。 对于TDR分析, 可以进行纠正，且能执行一种新的分析。 此外，HFSS软件有一种“优化”模块允许我们在连接器内部自动地变化尺寸从而得到最佳的VSWR。 这种过程大大地减少工程设计周期时间。在完成模拟及确定连接器原型之后，将会在网络分析仪上测试，它是测量连接器或者电缆组件的S参数( VSWR和插入损失)的一种测试设备。 仿真和实际的试验数据之间的区别可以被评估出来。 简言之，模拟数据使得VSWR有足够的空间进行优化, 即使制造及组装有变化的差异,但能满足客户的要求。
导致模拟和实际试验数据之间差别的原因：
2.电缆的电介质常量和尺寸是不固定的,且电缆是在理想状态下被模拟的。
3.用作绝缘体的不同材料的介质常量 (如：迭尔林(聚甲醛树酯)，lcp )不是很明了。
4.不能得知所有类型的连接器的校准工具, 因此通常用截取来获得数据。
5.小的空气空间通常不被模拟, 因为这会大大地增加模拟的复杂性. 它们常用介质来充塞.
6.实际的组装设备能导致组成部分压缩(如:press fits)，这可能导致零件的径向及相关联的位置不同于模型。
7.一般地，不模拟半径小的零件, 而用倒角或完全清除来代替.
8.连接器通过用虚无标注的尺度来模拟。 实际的零件尺寸有公差。
9.适应频率是一种单频率,通常大约是上限频率的80%，但是分析结果是:通常被扩展到比较宽的频率范围。
连接器的无源互调影响因素以及怎么设计低交调的RF连接器
在速联，我们性能最好的连接器采用了焊接式中心针以及尽可能使用一体式的外导体连接。另外，我们有一条N和7/16系列无须浇铸就能抗风，振动，和热压干扰的连接器生产线。接触力和设计的其他方面足够的耐压以防止PIM. 中心导体镀银或金，连接器的主体镀银或白青铜。连接器和线缆组件须在无尘的环境中生产并由非常专业的，知道PIM成因及其影响的人士组装。所有的组件都须检测以确保其符合通行的规格。
回波损耗与电压驻波比的区别
这个问题论及电压驻波比和回波损耗, 都是相同参数的一种测量方法,也就是连接器反射的信号数量,是影响连接器总信号效率的一个重要因素。
回波损耗是由于线缆上间断性功率反射而造成的损失的信号的一部分。回波损耗类似与电压驻波比，在无线电行业中一般比较倾向于电压驻波比。因为它是一种对数测量，当表示很小的反射时是非常有用的。
VSWR是Voltage Standing Wave Ratio首个字母的缩写，电压驻波比是一个适用于反射电压的电压比率。电压驻波比类似于回波损失，在连接器行业中，一般比较倾向于回波损耗，因为它是一次线性测量，在对数测量中很小的误差是在所难免的，所以在表示较大的反射时电压驻波比是很有用的。
