Com a part important dels components passius, els connectors coaxials de RF tenen bones característiques de transmissió de banda ampla i una varietat de mètodes de connexió convenients, de manera que s'utilitzen àmpliament en instruments de prova, sistemes d'armes, equips de comunicació i altres productes.Atès que l'aplicació de connectors coaxials de RF ha penetrat gairebé tots els sectors de l'economia nacional, la seva fiabilitat també ha cridat més i més l'atenció.S'analitzen els modes de fallada dels connectors coaxials de RF.
Després de connectar el parell de connectors de tipus N, la superfície de contacte (pla de referència elèctrica i mecànica) del conductor exterior del parell de connectors s'estreny entre si per la tensió del fil, per aconseguir una petita resistència de contacte (< 5m Ω).La part del pin del conductor del pin s'insereix al forat del conductor a l'endoll i es manté un bon contacte elèctric (resistència de contacte <3 m Ω) entre els dos conductors interiors a la boca del conductor a l'endoll a través del elasticitat de la paret del sòcol.En aquest moment, la superfície del pas del conductor al pin i la cara final del conductor a l'endoll no estan ben pressionades, però hi ha un buit de <0,1 mm, que té un impacte important en el rendiment elèctric i la fiabilitat de el connector coaxial.L'estat de connexió ideal del parell de connectors de tipus N es pot resumir de la següent manera: bon contacte del conductor exterior, bon contacte del conductor interior, bon suport del suport dielèctric al conductor interior i transmissió correcta de la tensió del fil.Un cop canviï l'estat de connexió anterior, el connector fallarà.Comencem per aquests punts i analitzem el principi de fallada del connector per trobar la manera correcta de millorar la fiabilitat del connector.
1. Falla causada per un mal contacte del conductor exterior
Per tal de garantir la continuïtat de les estructures elèctriques i mecàniques, les forces entre les superfícies de contacte dels conductors externs són generalment grans.Prengui com a exemple el connector de tipus N, quan el parell de tensió Mt de la màniga del cargol és estàndard de 135N.cm, la fórmula Mt=KP0 × 10-3N.m (K és el coeficient de parell de tensió i K = 0,12 aquí), la pressió axial P0 del conductor exterior es pot calcular que és 712N.Si la força del conductor exterior és deficient, pot provocar un desgast greu de la cara de connexió del conductor exterior, fins i tot deformació i col·lapse.Per exemple, el gruix de la paret de la cara de connexió del conductor extern de l'extrem masculí del connector SMA és relativament prim, només 0,25 mm, i el material utilitzat és majoritàriament llautó, amb una resistència feble, i el parell de connexió és lleugerament gran , de manera que la cara de l'extrem de connexió es pot deformar a causa d'una extrusió excessiva, que pot danyar el conductor interior o el suport dielèctric;A més, la superfície del conductor exterior del connector sol estar recoberta, i el recobriment de la cara de l'extrem de connexió es veurà danyat per una gran força de contacte, donant lloc a un augment de la resistència de contacte entre els conductors exteriors i una disminució de l'electricitat. rendiment del connector.A més, si el connector coaxial de RF s'utilitza en un entorn dur, després d'un període de temps, es dipositarà una capa de pols a la cara de connexió del conductor exterior.Aquesta capa de pols fa que la resistència de contacte entre els conductors exteriors augmenti bruscament, la pèrdua d'inserció del connector augmenta i l'índex de rendiment elèctric disminueix.
Mesures de millora: per evitar un mal contacte del conductor exterior causat per la deformació o el desgast excessiu de la cara de l'extrem de connexió, d'una banda, podem seleccionar materials amb major resistència per processar el conductor exterior, com ara bronze o acer inoxidable;D'altra banda, el gruix de la paret de l'extrem de connexió del conductor exterior també es pot augmentar per augmentar l'àrea de contacte, de manera que la pressió sobre l'àrea de la unitat de la cara de connexió del conductor exterior es reduirà quan el mateix s'aplica un parell de connexió.Per exemple, un connector coaxial SMA millorat (SuperSMA of SOUTHWEST Company als Estats Units), el diàmetre exterior del seu suport mitjà és Φ 4,1 mm reduït a Φ 3,9 mm, el gruix de la paret de la superfície de connexió del conductor exterior s'incrementa corresponentment. a 0,35 mm, i es millora la resistència mecànica, millorant així la fiabilitat de la connexió.Quan emmagatzemeu i utilitzeu el connector, mantingueu neta la cara de l'extrem de connexió del conductor exterior.Si hi ha pols, netegeu-lo amb una bola de cotó amb alcohol.Cal tenir en compte que l'alcohol no s'ha de sucar al suport del suport durant el fregat, i el connector no s'ha d'utilitzar fins que l'alcohol es volatilitzi, en cas contrari, la impedància del connector canviarà a causa de la barreja d'alcohol.
2. Falla causada per un mal contacte del conductor interior
En comparació amb el conductor exterior, el conductor interior amb mida petita i poca resistència és més probable que provoqui un mal contacte i provoqui una fallada del connector.La connexió elàstica s'utilitza sovint entre conductors interns, com ara connexió elàstica amb ranura de presa, connexió elàstica d'arpa de molla, connexió elàstica de manxa, etc. Entre ells, la connexió elàstica de la ranura del sòcol té una estructura senzilla, un baix cost de processament, un muntatge convenient i l'aplicació més àmplia. rang.
Mesures de millora: podem utilitzar la força d'inserció i la força de retenció del pin de calibre estàndard i el conductor del sòcol per mesurar si la concordança entre el sòcol i el pin és raonable.Per a connectors de tipus N, diàmetre Φ 1,6760+0,005 La força d'inserció quan el pin de calibre estàndard coincideix amb el connector ha de ser ≤ 9N, mentre que el diàmetre Φ 1,6000-0,005 el pin de calibre estàndard i el conductor de la presa han de tenir una força de retenció ≥ 0,56 N.Per tant, podem prendre la força d'inserció i la força de retenció com a estàndard d'inspecció.Mitjançant l'ajust de la mida i la tolerància de l'endoll i el pin, així com el procés de tractament d'envelliment del conductor a l'endoll, la força d'inserció i la força de retenció entre el pin i l'endoll es troben en un rang adequat.
3. Falla causada per la fallada del suport dielèctric per suportar bé el conductor interior
Com a part integral del connector coaxial, el suport dielèctric té un paper important a l'hora de donar suport al conductor interior i garantir la relació de posició relativa entre els conductors interior i exterior.La resistència mecànica, el coeficient d'expansió tèrmica, la constant dielèctrica, el factor de pèrdua, l'absorció d'aigua i altres característiques del material tenen un impacte important en el rendiment del connector.La resistència mecànica suficient és el requisit més bàsic per al suport dielèctric.Durant l'ús del connector, el suport dielèctric ha de suportar la pressió axial del conductor interior.Si la resistència mecànica del suport dielèctric és massa pobre, provocarà deformacions o fins i tot danys durant la interconnexió;Si el coeficient d'expansió tèrmica del material és massa gran, quan la temperatura canvia molt, el suport dielèctric pot expandir-se o reduir-se excessivament, fent que el conductor interior s'afluixi, caigui o tingui un eix diferent del conductor exterior, i també provoqui el mida del port del connector per canviar.Tanmateix, l'absorció d'aigua, la constant dielèctrica i el factor de pèrdua afecten el rendiment elèctric dels connectors, com ara la pèrdua d'inserció i el coeficient de reflexió.
Mesures de millora: seleccioneu els materials adequats per processar el suport mitjà segons les característiques dels materials combinats, com ara l'entorn d'ús i el rang de freqüència de treball del connector.
4. Falla causada per la tensió del fil no transmesa al conductor exterior
La forma més comuna d'aquesta fallada és la caiguda de la màniga del cargol, que és causada principalment pel disseny o processament poc raonable de l'estructura de la màniga del cargol i la poca elasticitat de l'anell de retenció.
4.1 Disseny o processament no raonable de l'estructura de la màniga del cargol
4.1.1 El disseny de l'estructura o el processament de la ranura de l'anell de pressió de la màniga del cargol no és raonable
(1) La ranura de l'anell de pressió és massa profunda o massa poc profunda;
(2) Angle poc clar a la part inferior de la ranura;
(3) El xamfrà és massa gran.
4.1.2 El gruix de la paret axial o radial de la ranura de l'anell de pressió de la màniga del cargol és massa prim
4.2 Poca elasticitat de l'anell de retenció
4.2.1 El disseny del gruix radial de l'anell de retenció no és raonable
4.2.2 Enfortiment no raonable de l'envelliment de l'anell de retenció
4.2.3 Selecció incorrecta del material de l'anell de retenció
4.2.4 El xamfrà del cercle exterior de l'anell de retenció és massa gran.Aquesta forma de fallada s'ha descrit en molts articles
Prenent com a exemple el connector coaxial de tipus N, s'analitzen diversos modes de fallada del connector coaxial de RF connectat amb cargol que s'utilitza àmpliament.Els diferents modes de connexió també donaran lloc a diferents modes de fallada.Només mitjançant una anàlisi en profunditat del mecanisme corresponent de cada mode de fallada, és possible trobar un mètode millorat per millorar la seva fiabilitat i, a continuació, promoure el desenvolupament de connectors coaxials de RF.
Hora de publicació: 05-feb-2023