射频同轴连接器设计.VIP专享VIP免费

精品文档降低LQ型射频连接器电压驻波比的研究李明德【摘要】LQ型射频密封连接器，主要用在大、中功率米波电视天馈系统连接电缆传输电视信号。其电压驻波比(VSWR)在0〜1GHz频率范围内为1.07〜1.10,不能满足分米波电视的要求。本文对目前国内流行的LQ型连接器的双支撑、外衬式、内衬式三种基本结构，做了具体分析。找出了多支撑、多阶梯、多介质是影响VSWR的主要因素，并进行了改进新设计的LQ型连接器，不仅保持了原有各种性能，且大大降低了VSWR，使在0〜1GHz频率范围内，VSWR为1.03〜1.05,满足了分米波电视天馈系统的需要，达到了目前国际上同类产品的水平。一、引言LQ型射频密封连接器，主要用在大、中功率米波电视天馈系统连接主、分馈电缆传输电视信号，或用于其它通信设备。连接器上备有充气孔，供电缆充入干燥空气或惰性气体,达到密封防潮保持电气性能的目的。特性阻抗分为50Q和75Q两种。为了满足广播电视事业发展的需要，在七十年代末和八十年代初我国陆续研制了一系列米波段LQ型射频密封连接器，至今仍在使用。其主要电气性能如表1。表1产品系列型号特性阻抗Q抗电强度V绝缘电阻MQVSWR0〜1GHzL27Q50;753000>10000W1.10L36Q50;754000>10000W1.10L52Q50;757000>10000W1.10随着广播电视事业的发展，迫切需要发展我国的分米波彩色电视系统，使其接近或达到目前国际上同类产品水平。对于射频密封连接器，分米波段与米波段的主要区别是适用频率范围不同，对VSWR的要求不同，其它性能两者类同。分米波电视天馈系统对射频密封连接器的要求是在0〜1GHz频率范围内，电缆组件具有低VSWR性能，即短段电缆(约50cm)配接一对连接器和一对测试用转接器，其VSWRW1.05。米波段LQ型连接器VSWR最低才达1.07，显然不符合要求。但是其螺纹连接的接口型式，由于连接方便、接触可靠、性能稳定，仍为一种比较好的连接结构形式，在国外也广为采用。对此，如何降低LQ型连接器的VSWR，使其满足分米波电视天馈系统的要求，成为必须解决的主要问题。分米波密封连接器，由于工作频率的提高，精确地进行设计是必要的，要降低VSWR,按照射频连接器的设计原则应满足以下要求：1.保持特性阻抗的均匀性。即在同轴传输线的每一个横截面上，尽可能地保持特性阻抗等于标称阻抗，例如50Q。2.尽量保证阻抗的连续性。对于每一个不可避免的特性阻抗的不连续，都要进行补精品文档偿。3.尽量缩短同轴传输腔体的“尺寸链”。以减少机械公差对电气性能的影响。精品文档二、现行LQ型连接器的结构及其对电压驻波比的影响1.现行LQ型连接器的结构综合目前国内LQ型射频密封连接器的结构设计，略去连接结构，电缆夹紧装置、充气密封结构，由内外导体组成的同轴传输腔体的结构可简化如图1〜3的结构形式。它决定了连接器的VSWR和其它电气性能。图3内衬式结构2.结构参数偏差对电压驻波比的影响根据同轴传输线理论，其特性阻抗为:(1)由(1)式可见，特性阻抗Z的数值取决于绝缘介质的相对介电常数.外导体内径D以及内导体外径d。在加工制造过程中，由于环境、技术、材料本身诸因素，内外导体直径D、d、相对介电常数&r总会出现一定的偏差，当D、d、er三参数偏差(AD、Ad、△&r)较小时，特性阻抗的偏差可用下式表示：'1.绝缘支撑12.绝缘支撑2图1双支撑结构1.绝缘支撑2.外衬套图2外衬式结构1.绝缘支撑2.内衬套精品文档AZ=皀(等号一笋in手)Dd2sd(2(3(4VSWR=10.555=1.01由于这些偏差是机遇性的，因此服从正态分布规律：l比、2@2比、2=讣(亍)2&2+(p)P2+(祐"b2dssrddddDD丫r式中：Oz――特性阻抗的均方根偏差值；。一一等效介电常数均方根偏差值;Od――内导体外径均方根偏差值；。D――外导体内径均方根偏差值。6Z301D而：6&=r&応lnd6z6016d=—rd6z601"5D=D以L27Q型射频密封连接器为例(单位mm)：D=18；d=5.5;"2.056z6z6z则：—)2=147；(页)2=58；(齐)2=5.4r由此可见，绝缘介质的相对介电常数&r对特性阻抗影响较大，内导体的外径d影响次之。当内导体直径偏差△d=±0.03、AD=±0.05、△&尸±0.04时，特性阻抗的均方根偏差值为：。=0.55Qz该处对VSWR产生的影响由下式决定:VSWR=1+|^|将特性阻抗均方根偏差值代入(4)式由(3)式及以上分析可见，要降低VSWR,...