Como parte importante dos compoñentes pasivos, os conectores coaxiais de RF teñen boas características de transmisión de banda ancha e unha variedade de métodos de conexión cómodos, polo que son amplamente utilizados en instrumentos de proba, sistemas de armas, equipos de comunicación e outros produtos.Dado que a aplicación de conectores coaxiais de RF penetrou en case todos os sectores da economía nacional, a súa fiabilidade tamén atraeu cada vez máis atención.Analízanse os modos de falla dos conectores coaxiais de RF.
Despois de conectar o par de conectores tipo N, a superficie de contacto (plano de referencia eléctrico e mecánico) do condutor exterior do par de conectores tense entre si pola tensión da rosca, para conseguir unha pequena resistencia de contacto (< 5 m Ω).A parte do pasador do condutor do pasador insírese no orificio do condutor do enchufe e mantense un bo contacto eléctrico (resistencia de contacto <3 m Ω) entre os dous condutores internos na boca do condutor no enchufe a través do elasticidade da parede do enchufe.Neste momento, a superficie do paso do condutor no pasador e a cara final do condutor no enchufe non están ben presionadas, pero hai unha brecha de <0,1 mm, o que ten un impacto importante no rendemento eléctrico e na fiabilidade do o conector coaxial.O estado de conexión ideal do par de conectores tipo N pódese resumir do seguinte xeito: bo contacto do condutor exterior, bo contacto do condutor interior, bo apoio do soporte dieléctrico ao condutor interior e transmisión correcta da tensión do fío.Unha vez que o estado de conexión anterior cambie, o conector fallará.Comecemos con estes puntos e analicemos o principio de falla do conector para atopar a forma correcta de mellorar a fiabilidade do conector.
1. Fallo causado por un mal contacto do condutor exterior
Para garantir a continuidade das estruturas eléctricas e mecánicas, as forzas entre as superficies de contacto dos condutores externos son xeralmente grandes.Tome como exemplo o conector tipo N, cando o par de apriete Mt da manga do parafuso é de 135N estándar.cm, a fórmula Mt=KP0 × 10-3N.m (K é o coeficiente de par de apriete, e aquí K=0,12), a presión axial P0 do condutor exterior pódese calcular como 712N.Se a resistencia do condutor exterior é pobre, pode provocar un desgaste grave da cara de conexión do condutor exterior, incluso deformación e colapso.Por exemplo, o grosor da parede da cara do extremo de conexión do condutor externo do extremo macho do conector SMA é relativamente delgado, só 0,25 mm, e o material utilizado é principalmente latón, cunha resistencia débil e o par de conexión é lixeiramente grande. , polo que a cara do extremo de conexión pode deformarse debido a unha extrusión excesiva, o que pode danar o condutor interno ou o soporte dieléctrico;Ademais, a superficie do condutor exterior do conector adoita estar recuberta, e o revestimento da cara do extremo de conexión estará danado por unha gran forza de contacto, o que provocará un aumento da resistencia de contacto entre os condutores exteriores e un descenso da tensión eléctrica. rendemento do conector.Ademais, se o conector coaxial de RF se usa nun ambiente duro, despois dun período de tempo, depositarase unha capa de po na cara do extremo de conexión do condutor exterior.Esta capa de po fai que a resistencia de contacto entre os condutores exteriores aumente bruscamente, aumente a perda de inserción do conector e diminúe o índice de rendemento eléctrico.
Medidas de mellora: para evitar un mal contacto do condutor exterior causado pola deformación ou o desgaste excesivo da cara do extremo de conexión, por unha banda, podemos seleccionar materiais de maior resistencia para procesar o condutor exterior, como bronce ou aceiro inoxidable;Por outra banda, o grosor da parede da cara do extremo de conexión do condutor exterior tamén se pode aumentar para aumentar a área de contacto, de xeito que a presión sobre a área unitaria da cara do extremo de conexión do condutor exterior reducirase cando o mesmo aplícase un par de conexión.Por exemplo, un conector coaxial SMA mellorado (SuperSMA of SOUTHWEST Company nos Estados Unidos), o diámetro exterior do seu soporte medio é Φ 4,1 mm reducido a Φ 3,9 mm, o grosor da parede da superficie de conexión do condutor exterior aumenta de forma correspondente. a 0,35 mm e mellora a resistencia mecánica, mellorando así a fiabilidade da conexión.Ao almacenar e utilizar o conector, manteña limpa a cara do extremo de conexión do condutor exterior.Se hai po, límpeo cunha bola de algodón con alcohol.Nótese que o alcohol non debe empaparse no soporte dos medios durante o fregado e que o conector non se debe usar ata que o alcohol se volatilice, se non, a impedancia do conector cambiará debido á mestura de alcohol.
2. Avaría provocada por un mal contacto do condutor interior
En comparación co condutor exterior, o condutor interior con pequeno tamaño e pouca resistencia é máis probable que cause un mal contacto e leve a falla do conector.A conexión elástica utilízase a miúdo entre condutores internos, como a conexión elástica con ranura de enchufe, conexión elástica de garra de resorte, conexión elástica de fol, etc. Entre elas, a conexión elástica de ranura de enchufe ten unha estrutura sinxela, baixo custo de procesamento, montaxe cómodo e aplicación máis ampla. rango.
Medidas de mellora: podemos usar a forza de inserción e de retención do pin de calibre estándar e do condutor do enchufe para medir se a correspondencia entre o enchufe e o pin é razoable.Para conectores tipo N, diámetro Φ 1,6760+0,005 A forza de inserción cando o pin de calibre estándar coincide co conector debe ser ≤ 9N, mentres que o diámetro Φ 1,6000-0,005 pin e condutor de calibre estándar no enchufe terán unha forza de retención ≥ 0,56 N.Polo tanto, podemos tomar a forza de inserción e a forza de retención como estándar de inspección.Ao axustar o tamaño e a tolerancia do enchufe e o pin, así como o proceso de tratamento do envellecemento do condutor no enchufe, a forza de inserción e de retención entre o pin e o enchufe están nun rango adecuado.
3. Fallo causado pola falla do soporte dieléctrico para soportar o pozo do condutor interior
Como parte integrante do conector coaxial, o soporte dieléctrico xoga un papel importante para soportar o condutor interno e garantir a relación de posición relativa entre os condutores interior e exterior.A resistencia mecánica, o coeficiente de expansión térmica, a constante dieléctrica, o factor de perda, a absorción de auga e outras características do material teñen un impacto importante no rendemento do conector.A resistencia mecánica suficiente é o requisito máis básico para o soporte dieléctrico.Durante o uso do conector, o soporte dieléctrico debe soportar a presión axial do condutor interior.Se a resistencia mecánica do soporte dieléctrico é demasiado pobre, provocará deformacións ou mesmo danos durante a interconexión;Se o coeficiente de expansión térmica do material é demasiado grande, cando a temperatura cambia moito, o soporte dieléctrico pode expandirse ou encollerse excesivamente, facendo que o condutor interno se afrouxe, se desprenda ou teña un eixe diferente do condutor exterior, e tamén provoca que tamaño do porto do conector para cambiar.Non obstante, a absorción de auga, a constante dieléctrica e o factor de perda afectan o rendemento eléctrico dos conectores, como a perda de inserción e o coeficiente de reflexión.
Medidas de mellora: seleccionar materiais axeitados para procesar o soporte medio segundo as características dos materiais combinados, como o ambiente de uso e o rango de frecuencias de traballo do conector.
4. Fallo causado pola tensión do fío non transmitida ao condutor exterior
A forma máis común deste fallo é a caída da manga do parafuso, causada principalmente polo deseño ou procesamento non razoable da estrutura da manga do parafuso e pola escasa elasticidade do anel de presión.
4.1 Deseño ou procesamento non razoable da estrutura da manga do parafuso
4.1.1 O deseño da estrutura ou o procesamento da ranura do anel de presión da manga do parafuso non é razoable
(1) O suco do anel de presión é demasiado profundo ou moi pouco profundo;
(2) Ángulo pouco claro na parte inferior do suco;
(3) O chaflán é demasiado grande.
4.1.2 O grosor da parede axial ou radial da ranura do anel de presión da manga do parafuso é demasiado delgado
4.2 Mala elasticidade do anel elástico
4.2.1 O deseño do espesor radial do anel elástico non é razoable
4.2.2 Reforzo de envellecemento non razoable do anel de presión
4.2.3 Selección incorrecta do material do anel de retención
4.2.4 O chaflán do círculo exterior do anel elástico é demasiado grande.Este formulario de fallo foi descrito en moitos artigos
Tomando como exemplo o conector coaxial tipo N, analízanse varios modos de fallo do conector coaxial de RF conectado por parafuso que é amplamente utilizado.Os diferentes modos de conexión tamén levarán a diferentes modos de fallo.Só mediante a análise en profundidade do mecanismo correspondente de cada modo de falla, é posible atopar un método mellorado para mellorar a súa fiabilidade e, a continuación, promover o desenvolvemento de conectores coaxiais de RF.
Hora de publicación: 05-02-2023