Ca parte importantă a componentelor pasive, conectorii coaxiali RF au caracteristici bune de transmisie în bandă largă și o varietate de metode de conectare convenabile, astfel încât sunt utilizați pe scară largă în instrumente de testare, sisteme de arme, echipamente de comunicație și alte produse.Deoarece aplicarea conectorilor coaxiali RF a pătruns aproape în toate sectoarele economiei naționale, fiabilitatea acestuia a atras tot mai multă atenție.Sunt analizate modurile de defectare ale conectorilor coaxiali RF.
După ce perechea de conectori de tip N este conectată, suprafața de contact (planul de referință electric și mecanic) a conductorului exterior al perechii de conectori este strânsă una față de cealaltă prin tensiunea filetului, astfel încât să se obțină o rezistență de contact mică (< 5m Ω).Partea pin a conductorului din pin este introdusă în orificiul conductorului din priză și un contact electric bun (rezistența de contact <3m Ω) este menținut între cei doi conductori interiori la gura conductorului din priză prin elasticitatea peretelui prizei.În acest moment, suprafața de treaptă a conductorului din pin și fața de capăt a conductorului din priză nu sunt presate strâns, dar există un decalaj de <0,1 mm, ceea ce are un impact important asupra performanței electrice și a fiabilității. conectorul coaxial.Starea ideală de conectare a perechii de conectori de tip N poate fi rezumată după cum urmează: contact bun al conductorului exterior, contact bun al conductorului interior, suport bun al suportului dielectric la conductorul interior și transmiterea corectă a tensiunii firului.Odată ce starea conexiunii de mai sus se schimbă, conectorul va eșua.Să începem cu aceste puncte și să analizăm principiul de defecțiune al conectorului pentru a găsi modalitatea corectă de a îmbunătăți fiabilitatea conectorului.
1. Defecțiune cauzată de contactul slab al conductorului exterior
Pentru a asigura continuitatea structurilor electrice și mecanice, forțele dintre suprafețele de contact ale conductorilor externi sunt în general mari.Luați ca exemplu conectorul de tip N, când cuplul de strângere Mt al manșonului șurubului este standard de 135N.cm, formula Mt=KP0 × 10-3N.m (K este coeficientul cuplului de strângere și aici K=0,12), presiunea axială P0 a conductorului exterior poate fi calculată a fi 712N.Dacă rezistența conductorului exterior este slabă, aceasta poate cauza uzură gravă a feței de capăt de legătură a conductorului exterior, chiar deformare și prăbușire.De exemplu, grosimea peretelui feței de conectare a conductorului extern al capătului tată al conectorului SMA este relativ subțire, doar 0,25 mm, iar materialul folosit este în mare parte alamă, cu rezistență slabă, iar cuplul de conectare este ușor mare. , astfel încât fața de capăt de legătură poate fi deformată din cauza extrudarii excesive, care poate deteriora conductorul interior sau suportul dielectric;În plus, suprafața conductorului exterior al conectorului este de obicei acoperită, iar învelișul feței de capăt de conectare va fi deteriorat de o forță mare de contact, rezultând o creștere a rezistenței de contact între conductorii exteriori și o scădere a energiei electrice. performanta conectorului.În plus, dacă conectorul coaxial RF este utilizat într-un mediu dur, după o perioadă de timp, un strat de praf se va depune pe fața de capăt de conectare a conductorului exterior.Acest strat de praf face ca rezistența de contact dintre conductorii exteriori să crească brusc, pierderea de introducere a conectorului crește, iar indicele de performanță electrică scade.
Măsuri de îmbunătățire: pentru a evita contactul prost al conductorului exterior cauzat de deformarea sau uzura excesivă a feței de capăt de legătură, pe de o parte, putem selecta materiale cu rezistență mai mare pentru prelucrarea conductorului exterior, cum ar fi bronzul sau oțelul inoxidabil;Pe de altă parte, grosimea peretelui feței de capăt de legătură a conductorului exterior poate fi, de asemenea, mărită pentru a crește zona de contact, astfel încât presiunea pe suprafața unității a feței de capăt de legătură a conductorului exterior va fi redusă atunci când aceeași se aplică cuplul de conectare.De exemplu, un conector coaxial SMA îmbunătățit (SuperSMA al companiei SOUTHWEST din Statele Unite), diametrul exterior al suportului său mediu este Φ 4,1 mm redus la Φ 3,9 mm, grosimea peretelui suprafeței de conectare a conductorului exterior este mărită în mod corespunzător la 0,35 mm, iar rezistența mecanică este îmbunătățită, sporind astfel fiabilitatea conexiunii.Când depozitați și utilizați conectorul, păstrați curată fața de capăt de conectare a conductorului exterior.Dacă există praf pe el, ștergeți-l cu o minge de bumbac cu alcool.Trebuie remarcat faptul că alcoolul nu trebuie înmuiat pe suportul media în timpul spălării, iar conectorul nu trebuie folosit până când alcoolul nu este volatilizat, altfel impedanța conectorului se va modifica din cauza amestecării alcoolului.
2. Defecțiune cauzată de un contact slab al conductorului interior
În comparație cu conductorul exterior, conductorul interior cu dimensiuni mici și rezistență slabă este mai probabil să provoace un contact slab și să conducă la defectarea conectorului.Conexiunea elastică este adesea folosită între conductorii interni, cum ar fi conexiunea elastică cu fantă, conexiunea elastică cu gheare cu arc, conexiunea elastică cu burduf, etc. Printre acestea, conexiunea elastică priză-slot are structură simplă, cost de procesare scăzut, asamblare convenabilă și cea mai largă aplicație gamă.
Măsuri de îmbunătățire: putem folosi forța de inserție și forța de reținere a știftului standard și a conductorului din priză pentru a măsura dacă potrivirea dintre priză și știft este rezonabilă.Pentru conectorii de tip N, diametru Φ 1,6760+0,005 Forța de introducere atunci când știftul standard de ecartament este potrivit cu mufa trebuie să fie ≤ 9N, în timp ce diametrul Φ 1.6000-0.005 știftul standard și conductorul din priză trebuie să aibă o forță de reținere ≥ 0,56N.Prin urmare, putem lua forța de inserție și forța de reținere ca standard de inspecție.Prin ajustarea dimensiunii și toleranței mufei și a știftului, precum și a procesului de tratare a îmbătrânirii conductorului în mufă, forța de introducere și forța de reținere dintre știft și mufă sunt într-un interval adecvat.
3. Defecțiune cauzată de eșecul suportului dielectric de a susține bine conductorul interior
Ca parte integrantă a conectorului coaxial, suportul dielectric joacă un rol important în susținerea conductorului interior și în asigurarea relației de poziție relativă dintre conductorii interior și exterior.Rezistența mecanică, coeficientul de dilatare termică, constanta dielectrică, factorul de pierdere, absorbția de apă și alte caracteristici ale materialului au un impact important asupra performanței conectorului.Rezistența mecanică suficientă este cea mai de bază cerință pentru suportul dielectric.În timpul utilizării conectorului, suportul dielectric trebuie să suporte presiunea axială din conductorul interior.Dacă rezistența mecanică a suportului dielectric este prea slabă, aceasta va provoca deformare sau chiar deteriorare în timpul interconectarii;Dacă coeficientul de dilatare termică al materialului este prea mare, atunci când temperatura se schimbă foarte mult, suportul dielectric se poate extinde sau micșora excesiv, determinând ca conductorul interior să se slăbească, să cadă sau să aibă o axă diferită față de conductorul exterior și, de asemenea, provocând dimensiunea portului conectorului de schimbat.Cu toate acestea, absorbția de apă, constanta dielectrică și factorul de pierdere afectează performanța electrică a conectorilor, cum ar fi pierderea de inserție și coeficientul de reflexie.
Măsuri de îmbunătățire: selectați materiale adecvate pentru prelucrarea suportului mediu în funcție de caracteristicile materialelor combinate, cum ar fi mediul de utilizare și intervalul de frecvență de lucru al conectorului.
4. Defecțiune cauzată de tensiunea firului netransmisă conductorului exterior
Cea mai comună formă a acestei defecțiuni este căderea manșonului șurubului, care este cauzată în principal de proiectarea sau prelucrarea nerezonabilă a structurii manșonului de șurub și de elasticitatea slabă a inelului elastic.
4.1 Proiectare sau prelucrare nerezonabilă a structurii manșonului șurubului
4.1.1 Designul structurii sau prelucrarea canelurii inelului de fixare a manșonului șurubului este nerezonabilă
(1) Canelura inelului elastic este prea adâncă sau prea mică;
(2) Unghi neclar în partea de jos a canelurii;
(3) Teșirea este prea mare.
4.1.2 Grosimea peretelui axial sau radial al canelurii inelului de fixare a manșonului șurubului este prea subțire
4.2 Elasticitate slabă a inelului elastic
4.2.1 Designul cu grosimea radială a inelului elastic este nerezonabil
4.2.2 Îmbătrânirea nerezonabilă a inelului elastic
4.2.3 Selectarea necorespunzătoare a materialului inelului elastic
4.2.4 Teșirea cercului exterior al inelului elastic este prea mare.Această formă de eșec a fost descrisă în multe articole
Luând ca exemplu conectorul coaxial de tip N, sunt analizate mai multe moduri de defecțiune ale conectorului coaxial RF conectat cu șurub, care este utilizat pe scară largă.Diferite moduri de conectare vor duce, de asemenea, la diferite moduri de defecțiune.Numai prin analiza aprofundată a mecanismului corespunzător fiecărui mod de defecțiune, este posibilă găsirea unei metode îmbunătățite pentru a-și îmbunătăți fiabilitatea și apoi promovarea dezvoltării conectorilor coaxiali RF.
Ora postării: 05-feb-2023