Kao važan dio pasivnih komponenti, RF koaksijalni konektori imaju dobre karakteristike širokopojasnog prijenosa i niz praktičnih metoda povezivanja, tako da se naširoko koriste u ispitnim instrumentima, sustavima oružja, komunikacijskoj opremi i drugim proizvodima.Budući da je primjena RF koaksijalnih konektora prodrla u gotovo sve sektore nacionalnog gospodarstva, njihova pouzdanost također privlači sve više pažnje.Analizirani su načini kvarova RF koaksijalnih konektora.
Nakon spajanja para konektora N-tipa, kontaktna površina (električna i mehanička referentna ravnina) vanjskog vodiča para konektora zateže se jedna naspram druge zatezanjem niti, kako bi se postigao mali kontaktni otpor (< 5m Ω).Igličasti dio vodiča u iglici umetnut je u rupu vodiča u utičnici, a dobar električni kontakt (kontaktni otpor <3m Ω) održava se između dva unutarnja vodiča na ušću vodiča u utičnici kroz elastičnost zida utičnice.U ovom trenutku, površina koraka vodiča u klinu i krajnja površina vodiča u utičnici nisu čvrsto pritisnuti, ali postoji razmak od <0,1 mm, što ima važan utjecaj na električnu izvedbu i pouzdanost koaksijalni konektor.Idealno stanje spajanja para konektora N-tipa može se sažeti na sljedeći način: dobar kontakt vanjskog vodiča, dobar kontakt unutarnjeg vodiča, dobar oslonac dielektričnog nosača na unutarnji vodič i ispravan prijenos napetosti niti.Nakon što se gornji status veze promijeni, konektor neće uspjeti.Počnimo s ovim točkama i analizirajmo načelo kvara konektora kako bismo pronašli ispravan način za poboljšanje pouzdanosti konektora.
1. Kvar uzrokovan lošim kontaktom vanjskog vodiča
Kako bi se osigurao kontinuitet električnih i mehaničkih struktura, sile između dodirnih površina vanjskih vodiča općenito su velike.Uzmimo konektor N-tipa kao primjer, kada je moment zatezanja Mt navojne čahure standardni 135N.cm, formula Mt=KP0 × 10-3N.m (K je koeficijent momenta zatezanja, a K=0,12 ovdje), aksijalni tlak P0 vanjskog vodiča može se izračunati na 712N.Ako je čvrstoća vanjskog vodiča slaba, to može uzrokovati ozbiljno trošenje spojne čeone strane vanjskog vodiča, čak i deformaciju i kolaps.Na primjer, debljina stjenke spojne čeone strane vanjskog vodiča muškog kraja SMA konektora je relativno tanka, samo 0,25 mm, a korišteni materijal je uglavnom mjed, slabe čvrstoće, a spojni moment je nešto veći , tako da se spojna krajnja strana može deformirati zbog pretjeranog istiskivanja, što može oštetiti unutarnji vodič ili dielektrični nosač;Osim toga, površina vanjskog vodiča konektora obično je obložena, a premaz čeone površine za spajanje bit će oštećen velikom kontaktnom silom, što će rezultirati povećanjem kontaktnog otpora između vanjskih vodiča i smanjenjem električne performanse konektora.Osim toga, ako se RF koaksijalni konektor koristi u teškim uvjetima, nakon određenog vremena sloj prašine će se taložiti na spojnom kraju vanjskog vodiča.Ovaj sloj prašine uzrokuje naglo povećanje kontaktnog otpora između vanjskih vodiča, povećanje unesenog gubitka konektora i smanjenje indeksa električne učinkovitosti.
Mjere poboljšanja: kako bismo izbjegli loš kontakt vanjskog vodiča uzrokovanog deformacijom ili prekomjernim trošenjem priključne čeone strane, s jedne strane, možemo odabrati materijale veće čvrstoće za obradu vanjskog vodiča, poput bronce ili nehrđajućeg čelika;S druge strane, debljina stijenke spojne čeone strane vanjskog vodiča također se može povećati kako bi se povećala kontaktna površina, tako da će se pritisak na jedinici površine spojne čeone strane vanjskog vodiča smanjiti kada isti primjenjuje se spojni moment.Na primjer, poboljšani SMA koaksijalni konektor (SuperSMA tvrtke SOUTHWEST u Sjedinjenim Državama), vanjski promjer njegovog srednjeg nosača je Φ 4,1 mm smanjen na Φ 3,9 mm, debljina stijenke spojne površine vanjskog vodiča je odgovarajuće povećana na 0,35 mm, a mehanička čvrstoća je poboljšana, čime je povećana pouzdanost veze.Pri pohranjivanju i korištenju konektora održavajte spojni kraj vanjskog vodiča čistim.Ako na njemu ima prašine, obrišite ga vatom natopljenom alkoholom.Treba napomenuti da se alkohol ne smije namakati na nosač medija tijekom ribanja, a konektor se ne smije koristiti dok alkohol ne ispari, inače će se impedancija konektora promijeniti zbog miješanja alkohola.
2. Kvar uzrokovan lošim kontaktom unutarnjeg vodiča
U usporedbi s vanjskim vodičem, veća je vjerojatnost da će unutarnji vodič male veličine i slabe čvrstoće uzrokovati loš kontakt i dovesti do kvara konektora.Elastična veza često se koristi između unutarnjih vodiča, kao što je elastična veza s prorezom utičnice, elastična veza s oprugom, elastična veza s mijehom, itd. Među njima, elastična veza utičnica s utorom ima jednostavnu strukturu, niske troškove obrade, praktičnu montažu i najširu primjenu. raspon.
Mjere poboljšanja: Možemo koristiti silu umetanja i silu zadržavanja igle standardnog promjera i vodiča u utičnici kako bismo izmjerili je li podudaranje između utičnice i igle razumno.Za konektore tipa N, promjer Φ 1,6760+0,005 Sila umetanja kada je igla standardnog promjera usklađena s utičnicom treba biti ≤ 9N, dok će igla promjera Φ 1,6000-0,005 standardnog promjera i vodič u utičnici imati silu zadržavanja ≥ 0,56N.Stoga možemo uzeti silu umetanja i silu zadržavanja kao standard za inspekciju.Podešavanjem veličine i tolerancije utičnice i utičnice, kao i procesom obrade vodiča u utičnici starenjem, sila umetanja i sila zadržavanja između utičnice i utičnice su u odgovarajućem rasponu.
3. Kvar uzrokovan kvarom dielektrične potpore da dobro podupre unutarnji vodič
Kao sastavni dio koaksijalnog konektora, dielektrični nosač igra važnu ulogu u podupiranju unutarnjeg vodiča i osiguravanju odnosa relativnog položaja između unutarnjeg i vanjskog vodiča.Mehanička čvrstoća, koeficijent toplinske ekspanzije, dielektrična konstanta, faktor gubitka, upijanje vode i druge karakteristike materijala imaju važan utjecaj na performanse konektora.Dovoljna mehanička čvrstoća je najosnovniji zahtjev za dielektrični nosač.Tijekom uporabe konektora, dielektrični nosač treba podnijeti aksijalni pritisak unutarnjeg vodiča.Ako je mehanička čvrstoća dielektrične podloge preslaba, to će uzrokovati deformaciju ili čak oštećenje tijekom međusobnog povezivanja;Ako je koeficijent toplinske ekspanzije materijala prevelik, kada se temperatura jako promijeni, dielektrična potpora može se prekomjerno proširiti ili skupiti, uzrokujući da unutarnji vodič olabavi, otpadne ili ima drugačiju os od vanjskog vodiča, a također uzrokuje veličina porta konektora za promjenu.Međutim, apsorpcija vode, dielektrična konstanta i faktor gubitka utječu na električnu izvedbu konektora kao što su uneseni gubici i koeficijent refleksije.
Mjere poboljšanja: odaberite odgovarajuće materijale za obradu nosača medija prema karakteristikama kombinacije materijala kao što su okolina uporabe i radni frekvencijski raspon konektora.
4. Kvar uzrokovan napetosti niti koja se ne prenosi na vanjski vodič
Najčešći oblik ovog kvara je otpadanje čahure vijka, što je uglavnom uzrokovano nerazumnim dizajnom ili obradom strukture čahure vijka i slabom elastičnošću uskočnog prstena.
4.1 Nerazuman dizajn ili obrada strukture vijčane čahure
4.1.1 Dizajn strukture ili obrada utora za uskočni prsten vijčane čahure je nerazumna
(1) Žlijeb uskočnog prstena je predubok ili preplitak;
(2) Nejasan kut na dnu utora;
(3) Skošenje je preveliko.
4.1.2 Aksijalna ili radijalna debljina stijenke utora uskočnog prstena čahure vijka je pretanka
4.2 Slaba elastičnost uskočnog prstena
4.2.1 Dizajn radijalne debljine uskočnog prstena je nerazuman
4.2.2 Ojačanje uskočnog prstena nerazumnim starenjem
4.2.3 Neispravan odabir materijala uskočnog prstena
4.2.4 Iskošenje vanjskog kruga uskočnog prstena je preveliko.Ovaj oblik neuspjeha opisan je u mnogim člancima
Uzimajući N-tip koaksijalnog konektora kao primjer, analizirano je nekoliko načina kvara vijčanog RF koaksijalnog konektora koji je naširoko korišten.Različiti načini povezivanja također će dovesti do različitih načina kvarova.Samo dubinskom analizom odgovarajućeg mehanizma svakog načina kvara, moguće je pronaći poboljšanu metodu za poboljšanje njegove pouzdanosti, a zatim promovirati razvoj RF koaksijalnih konektora.
Vrijeme objave: 5. veljače 2023