Kot pomemben del pasivnih komponent imajo RF koaksialni konektorji dobre karakteristike širokopasovnega prenosa in različne priročne načine povezovanja, zato se pogosto uporabljajo v testnih instrumentih, oborožitvenih sistemih, komunikacijski opremi in drugih izdelkih.Ker je uporaba RF koaksialnih konektorjev prodrla v skoraj vse sektorje nacionalnega gospodarstva, je tudi njihova zanesljivost pritegnila vedno več pozornosti.Analizirani so načini odpovedi RF koaksialnih konektorjev.
Ko je konektorski par N-tipa priključen, se kontaktna površina (električna in mehanska referenčna ravnina) zunanjega prevodnika konektorskega para napne drug proti drugemu z napetostjo niti, da se doseže majhen kontaktni upor (< 5m Ω).Nožni del vodnika v zatiču je vstavljen v luknjo vodnika v vtičnici in med obema notranjima vodnikoma na ustju prevodnika v vtičnici se vzdržuje dober električni stik (kontaktni upor <3 m Ω). elastičnost stene vtičnice.V tem času stopničasta površina vodnika v zatiču in končna stran prevodnika v vtičnici nista tesno stisnjeni, vendar obstaja razmik <0,1 mm, kar pomembno vpliva na električno zmogljivost in zanesljivost koaksialni priključek.Idealno stanje povezave konektorskega para N-tipa je mogoče povzeti na naslednji način: dober stik zunanjega prevodnika, dober stik notranjega prevodnika, dobra podpora dielektrične podpore na notranji prevodnik in pravilen prenos napetosti niti.Ko se zgornji status povezave spremeni, konektor ne bo deloval.Začnimo s temi točkami in analizirajmo načelo odpovedi konektorja, da bi našli pravi način za izboljšanje zanesljivosti konektorja.
1. Napaka zaradi slabega stika zunanjega vodnika
Da bi zagotovili kontinuiteto električnih in mehanskih struktur, so sile med kontaktnimi površinami zunanjih vodnikov na splošno velike.Za primer vzemite konektor tipa N, ko je zatezni moment Mt vijačne puše standardni 135N.cm, formula Mt=KP0 × 10-3N.m (K je koeficient navora zategovanja in K=0,12 tukaj), se lahko izračuna aksialni tlak P0 zunanjega prevodnika na 712N.Če je trdnost zunanjega vodnika slaba, lahko povzroči resno obrabo končne ploskve zunanjega vodnika, celo deformacijo in zrušitev.Na primer, debelina stene priključne končne ploskve zunanjega vodnika moškega konca konektorja SMA je razmeroma tanka, le 0,25 mm, uporabljeni material pa je večinoma medenina, s šibko trdnostjo, povezovalni navor pa je nekoliko velik , tako da se povezovalna končna stran lahko deformira zaradi prekomernega iztiskanja, kar lahko poškoduje notranji prevodnik ali dielektrično podporo;Poleg tega je površina zunanjega prevodnika konektorja običajno prevlečena, prevleka priključne končne ploskve pa se poškoduje zaradi velike kontaktne sile, kar povzroči povečanje kontaktnega upora med zunanjima vodnikoma in upad električnega zmogljivost konektorja.Poleg tega, če RF koaksialni konektor uporabljate v težkem okolju, se bo po določenem času na končni strani zunanjega prevodnika nabrala plast prahu.Ta plast prahu povzroči, da se kontaktni upor med zunanjimi vodniki močno poveča, vnesena izguba konektorja se poveča in indeks električne učinkovitosti se zmanjša.
Ukrepi za izboljšanje: da bi se izognili slabemu stiku zunanjega vodnika, ki ga povzroči deformacija ali prekomerna obraba priključne čelne ploskve, lahko na eni strani izberemo materiale z večjo trdnostjo za obdelavo zunanjega vodnika, kot sta bron ali nerjavno jeklo;Po drugi strani pa se lahko poveča tudi debelina stene povezovalne čelne ploskve zunanjega vodnika, da se poveča kontaktna površina, tako da se bo pritisk na enoto površine vezne čelne ploskve zunanjega prevodnika zmanjšal, ko se se uporablja povezovalni moment.Na primer, izboljšan koaksialni konektor SMA (SuperSMA podjetja SOUTHWEST Company v Združenih državah), zunanji premer njegovega srednjega nosilca je Φ 4,1 mm zmanjšan na Φ 3,9 mm, debelina stene povezovalne površine zunanjega prevodnika se ustrezno poveča. na 0,35 mm, mehanska trdnost pa je izboljšana, s čimer se poveča zanesljivost povezave.Pri shranjevanju in uporabi konektorja poskrbite, da bo končna stran zunanjega vodnika čista.Če je na njem prah, ga obrišite z alkoholno vato.Upoštevati je treba, da med drgnjenjem nosilca medija ne smete namakati z alkoholom in konektorja ne smete uporabljati, dokler alkohol ne izhlapi, sicer se bo impedanca konektorja spremenila zaradi mešanja alkohola.
2. Okvara zaradi slabega stika notranjega prevodnika
V primerjavi z zunanjim prevodnikom obstaja večja verjetnost, da bo notranji prevodnik z majhno velikostjo in slabo trdnostjo povzročil slab stik in povzročil okvaro konektorja.Elastična povezava se pogosto uporablja med notranjimi vodniki, kot je elastična povezava z režo vtičnice, elastična povezava z vzmetnimi kremplji, elastična povezava z mehom itd. Med njimi ima elastična povezava vtičnica-reža preprosto strukturo, nizke stroške obdelave, priročno montažo in najširšo uporabo. obseg.
Ukrepi za izboljšanje: Uporabimo lahko silo vstavljanja in zadrževalno silo zatiča standardnega profila in vodnika v vtičnici, da izmerimo, ali je ujemanje med vtičnico in zatičem razumno.Za konektorje tipa N mora biti premer Φ 1,6760+0,005 Sila vstavljanja, ko je zatič standardnega profila usklajen z vtičnico, ≤ 9N, medtem ko morata imeti zatič s standardnim premerom Φ 1,6000-0,005 in vodnik v vtičnici zadrževalno silo ≥ 0,56N.Zato lahko vstavitveno silo in zadrževalno silo vzamemo kot inšpekcijski standard.S prilagajanjem velikosti in tolerance vtičnice in vtičnice ter s postopkom obdelave prevodnika v vtičnici s staranjem sta sila vstavljanja in zadrževalna sila med vtičnico in vtičnico v ustreznem območju.
3. Okvara zaradi okvare dielektrične podpore za dobro podporo notranjega prevodnika
Kot sestavni del koaksialnega konektorja ima dielektrična podpora pomembno vlogo pri podpiranju notranjega prevodnika in zagotavljanju razmerja relativnega položaja med notranjim in zunanjim vodnikom.Mehanska trdnost, koeficient toplotnega raztezanja, dielektrična konstanta, faktor izgube, absorpcija vode in druge lastnosti materiala pomembno vplivajo na delovanje konektorja.Zadostna mehanska trdnost je najbolj osnovna zahteva za dielektrični nosilec.Med uporabo konektorja mora dielektrična podpora nositi aksialni pritisk notranjega prevodnika.Če je mehanska trdnost dielektrične podpore preslaba, bo to povzročilo deformacijo ali celo poškodbo med medsebojno povezavo;Če je koeficient toplotnega raztezanja materiala prevelik, se lahko dielektrična podlaga čezmerno razširi ali skrči, ko se temperatura močno spremeni, kar povzroči, da se notranji prevodnik zrahlja, odpade ali ima drugačno os od zunanjega prevodnika, kar povzroči tudi spremenite velikost vrat priključka.Vendar absorpcija vode, dielektrična konstanta in faktor izgube vplivajo na električno zmogljivost konektorjev, kot sta vstavljena izguba in koeficient refleksije.
Ukrepi za izboljšanje: izberite ustrezne materiale za obdelavo nosilca medija v skladu z značilnostmi kombiniranih materialov, kot sta okolje uporabe in delovno frekvenčno območje konektorja.
4. Napaka, ki jo povzroči napetost niti, ki se ne prenese na zunanji vodnik
Najpogostejša oblika te okvare je odpadanje vijačne tulke, ki je predvsem posledica nerazumne zasnove ali obdelave strukture vijačne tulke in slabe elastičnosti zaskočnega obroča.
4.1 Nerazumna zasnova ali obdelava strukture vijačne tulke
4.1.1 Zasnova strukture ali obdelava utora za zaskočni obroč vijačne tulke je nerazumna
(1) Utor zaskočnega obroča je preglobok ali preplitev;
(2) Nejasen kot na dnu utora;
(3) Posneti rob je prevelik.
4.1.2 Aksialna ali radialna debelina stene utora zaskočnega obroča vijačne tulke je pretanka
4.2 Slaba elastičnost zaskočnega obroča
4.2.1 Zasnova zaskočnega obroča z radialno debelino je nerazumna
4.2.2 Ojačitev zaskočnega obroča zaradi nerazumnega staranja
4.2.3 Nepravilna izbira materiala zaskočnega obroča
4.2.4 Posnemanje zunanjega kroga zaskočnega obroča je preveliko.Ta oblika napake je bila opisana v številnih člankih
Na primeru koaksialnega konektorja tipa N je analiziranih več načinov odpovedi RF koaksialnega konektorja z vijačenjem, ki se pogosto uporablja.Različni načini povezave vodijo tudi do različnih načinov napak.Samo s poglobljeno analizo ustreznega mehanizma vsakega načina okvare je mogoče najti izboljšano metodo za izboljšanje njegove zanesljivosti in nato spodbujati razvoj RF koaksialnih konektorjev.
Čas objave: 5. februarja 2023