射頻同軸連接器、射頻電纜組件工程設(shè)計(jì)材料

1、.wd.wd.wd.同軸傳輸線、同軸連接器、射頻電纜組件工程設(shè)計(jì)參考資料中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所 馬乃祉D：外導(dǎo)體內(nèi)徑d：內(nèi)導(dǎo)體外徑r：介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)r：介質(zhì)相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)圖1表1 常用介質(zhì)材料的電性能參數(shù)25、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓介質(zhì)材料常用標(biāo)記介電強(qiáng)度(伏/密耳)相對(duì)介電常數(shù)r(103Hz)正切損耗角tg(100MHZ)空氣air8010聚乙烯PE4802.3510-3交聯(lián)聚乙烯IMP7002.3510-3聚四氟乙烯TFE4802.05110-4氟化乙烯丙烯FEP5002.05210-4聚酰亞胺(改性)PI5603.42210-3聚丙烯(共聚)5006602.252.30510-4聚苯乙烯P

2、OLY5002.55510-4苯乙烯聚苯撐氧MPPO5002.7310-3聚苯撐硫/聚苯撐氧PPS/PPO6003.3310-3改性聚苯醚5002.64310-31、特性阻抗，Z0毆姆準(zhǔn)確計(jì)算：2、單位長(zhǎng)度電容C、電感LpF/英呎H/英呎 1英呎=0.3048米3、理論截止頻率 fcGHZc：截止波長(zhǎng)C0：真空中的光速，準(zhǔn)確值為2997924581.2米/秒準(zhǔn)確計(jì)算：表2 同軸傳輸線截止頻率與相近連接器對(duì)照表(50)公稱尺寸同軸傳輸線外導(dǎo)體內(nèi)徑Dmm截止頻率GHZ相近的通用連接器連接器使用上限頻率 (GHZ)r=1r=1.5r=2r=2.05168.487.306.586.527/166121

3、1.319.748.788.69UHF41112.3410.759.579.49HN61013.5711.6810.5310.44SC11816.9714.61213.1613.04BNC4719.3916.6915.0414.9NAPC-7186.520.8918.2016.2016.06TNC11622.6219.4817.5517.40ATNC18527.1523.3721.0620.88433.9429.2226.3226.10SMABMA26.53.538.7833.3930.0829.82APC-3.533345.2538.9635.134.79SSMA352.9246.4940.

4、0336.0635.752.9、SMKK402.456.5648.7043.8843.492.450267.8858.4452.6552.161.8573.3863.1856.9256.421.85V651135.76116.89105.31104.381.0M110D/d2.3012.7753.24953.294、傳播速率 VP5、延時(shí) Tnsns/英吋6、駐波參數(shù)反射系數(shù) Reflection Coefficient 反射損耗 Return Loss (dB) 電壓駐波比 VSWRROS 表3 VSWR、Loss換算表VSWRLossdBVSWRLossdB17.39100.891311.

5、08500.0282318.72420.794321.05150.0251325.84800.707931.04580.0224334.41940.631041.04070.0200343.56980.562351.03620.0178353.00950.501261.03220.0158362.61460.446771.02870.0141372.32290.398181.02550.0126382.09990.354891.02270.0112391.92500.3162101.02020.0100401.78490.2818111.01800.0089411.67090.2512121.

6、01600.0079421.57690.2239131.01430.0071431.49850.1995141.01270.0063441.43260.1778151.01130.0056451.37670.1585161.01010.0050461.32900.1413171.00900.0045471.28800.1259181.00800.0040481.25280.1122191.00710.0035491.22220.1000201.00630.0032501.19570.0891211.00570.0028511.17260.0794221.00500.0025521.15240.

7、0708231.00450.0022531.13470.0631241.00400.0020541.11920.0562251.00360.0018551.10550.0501261.00320.0016561.09350.0447271.00280.0014571.08290.0398281.00250.0013581.07360.0355291.00220.0011591.06530.0316301.00200.0010607、電流的趨膚深度 m電阻率： cm-1電導(dǎo)率：cm波 長(zhǎng)： cm表4 局部金屬的電導(dǎo)率金屬電導(dǎo)率滲透深度(100MHZ)銀6.2710563銅5.810566金4.1

8、10572鋁3.4710585黃銅1.510513黃銅或鈹銅1.3105148、同軸線的衰減 =1+2 dB/cm1電阻損耗= dB/cm1、2分別為外、內(nèi)導(dǎo)體的電阻率cm-1f：頻率MHZ2介質(zhì)損耗= dB/cm9、駐波系數(shù)對(duì)衰減的影響傳輸線端的負(fù)載的駐波系數(shù)本身增加了傳輸線的衰減2：傳輸線輸入端的反射系數(shù)1：負(fù)載的反射系數(shù)L：傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)的衰減10、傳輸線內(nèi)外導(dǎo)體間的電場(chǎng) EaV/cm同軸傳輸線內(nèi)外導(dǎo)體間，內(nèi)導(dǎo)體外外表的電場(chǎng)為最大 V/cmUm：內(nèi)外導(dǎo)體間的峰值電壓11、傳輸線的最大工作電壓 U單位：伏特，50HZ有效值E的值由絕緣材料的特性確定，單位伏特/cm表5絕緣材料EV/cm空

9、氣30000空氣+聚四氟乙烯5000空氣+聚乙烯5000單層聚四氟乙烯40000單層聚乙烯5000012、同軸傳輸線的最大電暈強(qiáng)度 Pc式中：U：最大工作電壓 V，50HZ有效值P1：同軸線內(nèi)空氣壓力P0：正常大氣壓P1/P0：只有一局部介質(zhì)是由枯燥空氣時(shí)才考慮，否那么為113、同軸傳輸線允許傳輸?shù)钠骄β?Pm 瓦式中：0：外導(dǎo)體的熱擴(kuò)散系數(shù) W/cm2D：外導(dǎo)體殼體的外徑 cm：總衰減，最大可考慮乘1.08系數(shù) dB/cmk：反射的系數(shù) 頻率大于500MHZ時(shí)0的值： 表6Dmm0W/cm2100.17200.17400.12800.1114、傳輸功率 P r設(shè)為1同軸線的電壓駐波比VSW

10、R為S時(shí)，傳輸最大平均功率Pmax15、介質(zhì)支撐設(shè)計(jì)公式1等效介電常數(shù)(e)的計(jì)算公式當(dāng)有2種或2種以上的介質(zhì)構(gòu)成的支撐件，那么其等效介電常數(shù)的計(jì)算方法如下：同軸分布的非單一介質(zhì) 圖2 基本對(duì)稱分布的二種介質(zhì)1、2：二種介質(zhì)的介電常數(shù)V2：對(duì)應(yīng)2介質(zhì)的體積之和V總：二種介質(zhì)的總體積之和 圖3假設(shè)2為空氣即去除局部固體介質(zhì)材料那么2介質(zhì)支撐件的設(shè)計(jì)公式見圖4當(dāng)在均勻介質(zhì)的同軸線中，有限長(zhǎng)度的非一樣介質(zhì)的支撐件會(huì)引起TEM波的鼓勵(lì)高次模，影響同軸傳輸線的截止頻率和傳輸性能，但在射頻同軸連接器設(shè)計(jì)中， 基本上不可防止地存在有限長(zhǎng)度非一樣介質(zhì)支撐件除半硬電纜直通型自由端連接器。因此，設(shè)計(jì)、制造出優(yōu)良的

11、介質(zhì)支撐件是保障連接器高性能的根基。支撐件的厚度Ba、BD1-d B2D D1是支撐件的外徑b、B引起高次模的關(guān)系式為g：工作波長(zhǎng)； f：工作頻率支撐件外徑、內(nèi)孔徑計(jì)算D1、d1D1=2h+D注：h為支撐件外鑲槽的深度 圖4h0是設(shè)內(nèi)導(dǎo)體不變，那么支撐件外鑲槽的深度支撐件端面補(bǔ)償?shù)挠?jì)算、d2、D2共面補(bǔ)償d2=11.2d 選取D2=0.851D 選取計(jì)算：計(jì)算A-A截面等效介電常數(shù)e計(jì)算等位參考面直徑D計(jì)算外導(dǎo)體直徑變化引起的不連續(xù)電容Cd1 內(nèi)導(dǎo)體直徑變化引起的不連續(xù)電容Cd2 不連續(xù)電容 k為修正系數(shù)，k=0.91d、注：具體計(jì)算應(yīng)注意量綱的統(tǒng)一的計(jì)算值是一個(gè)參考值、應(yīng)進(jìn)展實(shí)測(cè)修正，也可直

12、接用實(shí)驗(yàn)方法確定。制造公差應(yīng)盡可能小，但可在保證D1、d1和B的尺寸精度下，控制重量一致的方法。16、同軸變截面補(bǔ)償設(shè)計(jì)1臺(tái)階式變截面錯(cuò)位補(bǔ)償 介質(zhì)一樣 r =1 時(shí) Z0=50 k=3.09Z0=60 k=2.90Z0=75 k=3.04時(shí) 2錐形變截面介質(zhì)一樣 r =11()2()abcd2采用小于12162大于16后，應(yīng)采取錐頂?shù)腻e(cuò)位，虛線中的。大直徑比的過渡時(shí)采用錐形過渡。優(yōu)于臺(tái)階式過渡。1156.64.30d11.86 D14.30 d21.86 D22206.83.22 d11.37 D13.22 d21.37 D2325112.58 d11.07 D12.58 d21.07 D2

13、43013.32.12 d10.865 D12.12 d20.865 D23其它軸向過渡補(bǔ)償 Z0=50 Z0=504直角彎式過渡補(bǔ)償(值僅供參考、應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)或CAD進(jìn)展優(yōu)化)Z0=50r =1 Z0=50r =1Z0=5017、同軸傳輸線的電長(zhǎng)度 式中：f：工作頻率 MHZL：傳輸線長(zhǎng)度 英呎18、相位溫度系數(shù) PTCPPM/式中：T：溫度變化值 ：以25為基準(zhǔn)的相位電長(zhǎng)度變化值 度0：絕對(duì)總相位電長(zhǎng)度19、射頻連接器的耐功率射頻連接器的耐功率平均功率，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和25、VSWR=1，可參照表7。頻率GHz HT=耐高溫介質(zhì)支撐墊圈 FLH=法國(guó)圣迭戈班公司注冊(cè)商標(biāo)：氟塑料 HF=高頻 E

14、F=擴(kuò)頻展寬頻率20、影響射頻連接器傳輸功率的因素射頻連接器在實(shí)際使用中傳輸功率的大小,首先與傳輸波(連續(xù)波或脈沖波)有關(guān),同時(shí)和使用頻率、環(huán)境溫度、大氣壓力以及系統(tǒng)的匹配狀況；零件制造中的外表質(zhì)量、組裝中的干凈、無污染等等因素有關(guān)。表8為局部連接器最大傳輸平均功率的實(shí)際使用參照表。P=PREFKfKcKsKhPREF：表7中選取的參考值Kf：使用頻率相關(guān)修正系數(shù)Kc：環(huán)境溫度相關(guān)修正系數(shù)Ks：反射匹配相關(guān)修正系數(shù)Kh：使用高度氣壓相關(guān)修正系數(shù)表8KfKcKsKhMCX0.96F-0.36Kf max=20SMBSMA3.55F-0.44Kf max=20BMAQMA1.5F-0.44Kf max=13TNC3.47F-0.5Kf max=20ATNC3.55F-0.44Kf max=20N3.47F-0.5Kf m