搜索射頻同軸轉(zhuǎn)接頭基礎(chǔ)知識(shí) 從結(jié)構(gòu)、匹配、連接全面介紹
2017-05-03 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
作為一個(gè)射頻工程師,測(cè)試人員,在日常的工作過(guò)程中,接觸最多的除了測(cè)試儀表,校準(zhǔn)件,連接線纜之外,就是各種不同設(shè)備之間的轉(zhuǎn)接頭了。我們?cè)诰S修的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)有比較多的儀器的損壞,或者是測(cè)試指標(biāo)不穩(wěn)定,是由于轉(zhuǎn)接頭的損壞造成的,而且有些接頭的連接固定的方式不對(duì),每次修好的儀器,過(guò)去后客戶又按照他們?cè)瓉?lái)的方式去擰緊了。特別是在一些生產(chǎn)型的企業(yè),由于操作人員流動(dòng)性比較大,很多員工對(duì)于各種轉(zhuǎn)接頭都不一定認(rèn)識(shí),也不明白轉(zhuǎn)接頭為什么會(huì)損壞?；谏鲜龅脑?結(jié)合自己這些年的維修,我對(duì)一些常見(jiàn)的轉(zhuǎn)接頭做了一個(gè)介紹,主要從下面6個(gè)方面來(lái)展開(kāi)。
1、轉(zhuǎn)接頭類型和結(jié)構(gòu)
2、轉(zhuǎn)接頭等級(jí)
3、轉(zhuǎn)接頭之間的匹配
4、轉(zhuǎn)接頭的損壞
5、檢查轉(zhuǎn)接頭
6、轉(zhuǎn)接頭的連接
東西都是很基礎(chǔ)的,但是千里之穴潰于蟻堤,如果我們都注意這些細(xì)節(jié)了,那我們的儀表就少了一個(gè)損壞的原因,我們的測(cè)試結(jié)果也會(huì)更加的穩(wěn)定、可信。
一、轉(zhuǎn)接頭類型和結(jié)構(gòu)
同軸轉(zhuǎn)接頭用于傳輸射頻信號(hào),其傳輸頻率范圍很寬,可達(dá)50GHZ或者更高,主要用于雷達(dá)、通信、數(shù)據(jù)傳輸以及航空航天設(shè)備。同軸轉(zhuǎn)接頭的基本結(jié)構(gòu)包括:中心導(dǎo)體,介電材料(或稱為絕緣體),外導(dǎo)體(該部分起著如同軸電纜外屏蔽層一樣的作用)。同軸轉(zhuǎn)接頭主要分為 SMA, SMB,N型,3.5MM,2.4MM, 1.85MM ,1.0MM,APC-7MM 等
同軸轉(zhuǎn)接頭的通用常識(shí)
|
|
Male 公頭 : 公接頭,螺紋在內(nèi),里面是針 |
|
|
Female 母頭 :母接頭,螺紋在外,里面是洞 |
|
|
公頭的中心導(dǎo)體被加工成有個(gè)肩部的,連接的部分有個(gè)錐形的頭,這樣方便連接。 |
|
母頭的中心導(dǎo)體有兩種類型:無(wú)槽型和開(kāi)槽型。 |
描述一個(gè)轉(zhuǎn)接頭的基本要術(shù) :
1:接頭類型 --- 比如 SMA ,3.5MM , N 型
2:特性阻抗 --- 連接器的阻抗一般就分為 50歐姆 和 75歐姆3:接觸方式 --- 公頭 ,母頭
在提轉(zhuǎn)接頭需求的時(shí)候,只要滿足這三個(gè)基本要求,大家就明白您需要的是什么東西了:
比如需要一個(gè)N型轉(zhuǎn)3.5MM的轉(zhuǎn)接頭,這樣描述:需要一個(gè) 50歐姆阻抗的, 一端是 N型公頭,一端是3.5MM 母頭的轉(zhuǎn)接頭。那就沒(méi)有問(wèn)題了。
二、轉(zhuǎn)接頭等級(jí)
通常每種類型的轉(zhuǎn)接頭都有三個(gè)等級(jí)的產(chǎn)品,在兼顧成本和性能的情況下,為每一種提供合適的轉(zhuǎn)接頭。有些特殊的轉(zhuǎn)接頭(連接器)可能沒(méi)有全部三個(gè)等級(jí)的產(chǎn)品。
計(jì)量級(jí)
· 校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)件
· 最高性能的無(wú)槽連接設(shè)計(jì)
· 最小的公差
· 空氣介質(zhì)
· 長(zhǎng)壽命
· 高生產(chǎn)成本
在所有連接器的等級(jí)中,計(jì)量級(jí)的連接器的性能最好,同時(shí)他的成本也是最高的。一般在用作校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件,性能驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)件和一些需要精密連接的應(yīng)用場(chǎng)合。這個(gè)等級(jí)的連接器的尺寸最精確,公差最小,可以經(jīng)受住多次的反復(fù)連接,所以也是所有等級(jí)中使用壽命最長(zhǎng)的。
計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭在材料和尺寸上指標(biāo)是最接近的。為了提供最高等級(jí)的性能和可追溯性,計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭使用了空氣介質(zhì)接口和無(wú)槽型的母頭連接。
雖然計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭的重復(fù)性很好,在多次使用后還能提供很好的準(zhǔn)確度,但是這并不是說(shuō)計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭很結(jié)實(shí),使用的時(shí)候不需要很小心。相反的,由于這種等級(jí)的轉(zhuǎn)接頭在生產(chǎn)過(guò)程中使用的工具和制程是最高精度的,用比他低等級(jí)的轉(zhuǎn)接頭和計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭匹配,灰塵和其他一些小的碎屑,都會(huì)使得一次高精度的測(cè)量無(wú)效,同時(shí)有可能損壞計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭。
注意: 不要使用你的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)件的轉(zhuǎn)接頭(計(jì)量級(jí))到生產(chǎn)級(jí)的轉(zhuǎn)接頭上。
儀器級(jí)
· 使用在儀器的輸出輸入接口和一些經(jīng)濟(jì)型的校準(zhǔn)件上
· 較好的性能
· 較小的公差
· 支持非傳導(dǎo)介質(zhì)接口
· 長(zhǎng)使用壽命
儀器級(jí)的接頭一般被認(rèn)為是“中間等級(jí)”的接頭。這個(gè)等級(jí)的接頭主要用在儀器的里面的連接線和儀器的接頭上,一些經(jīng)濟(jì)型的校準(zhǔn)件上也會(huì)使用這個(gè)等級(jí)的轉(zhuǎn)接頭。它能提供比較好的測(cè)試性能和比較小的公差。和計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭相比較,因?yàn)橛械膬x器級(jí)的轉(zhuǎn)接頭可能使用了非傳導(dǎo)介質(zhì)的接口,有可能不能和計(jì)量級(jí)的接頭完美匹配。
注意: 雖然學(xué)術(shù)上叫儀器級(jí), 但是一些儀器上的測(cè)試連接頭采用了非常精密的接頭(非常接近計(jì)量級(jí)),因此在使用過(guò)程中盡量在儀器的測(cè)試端口上加上適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)接頭。
生產(chǎn)級(jí)
· 用在產(chǎn)品上
· 低性能
· 公差大
· 支持非傳導(dǎo)介質(zhì)接口
· 有限的連接次數(shù)
· 成本低
這是最低等級(jí)的連接器,一般都用在測(cè)試產(chǎn)品上面,由于他的公差比較大,這個(gè)等級(jí)的連接器的性能也是所有的等級(jí)里面最差的 。每次在使用這個(gè)等級(jí)的連接器連接到儀器上的時(shí)候,您需要仔細(xì)的檢查一下連接器。不要使用生產(chǎn)級(jí)的連接器連接你的計(jì)量級(jí)的連接器。生產(chǎn)級(jí)的連接器的成本比較低,使用壽命比較短。如果被測(cè)件的接頭等級(jí)比較低,在連接儀器的使用,請(qǐng)使用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)接頭保護(hù)一下儀器的接頭。
三、轉(zhuǎn)接頭之間的匹配
轉(zhuǎn)接頭外導(dǎo)體的尺寸的不同,預(yù)防不互相兼容的接頭的混用。表格中背景顏色一樣的接頭的外導(dǎo)體尺寸是一樣的,所以可以安全的匹配使用。
但是在日常使用過(guò)程中,磨損,缺乏清潔,錯(cuò)誤的連接方法,不好的保存方式都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)接頭造成損壞。使用一個(gè)損壞的,或者有缺陷的轉(zhuǎn)接頭,會(huì)造成與它相匹配的那個(gè)接頭的損壞,所以在使用轉(zhuǎn)接頭之前,請(qǐng)先清潔和檢測(cè)一下所有的接頭。
此外,并不是所有的轉(zhuǎn)接頭都有三個(gè)等級(jí),不同的轉(zhuǎn)接頭在匹配使用的時(shí)候,生產(chǎn)級(jí)的有可能會(huì)對(duì)計(jì)量級(jí)的轉(zhuǎn)接頭造成傷害,參照轉(zhuǎn)接頭的等級(jí)使用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)接頭來(lái)過(guò)度。
下表中的前面5個(gè)接頭都是使用了空氣介質(zhì),接頭的命名也是由空氣介質(zhì)的直徑來(lái)決定的。連同后面的注釋,我們可以很方便的識(shí)別這些轉(zhuǎn)接頭。
|
轉(zhuǎn)接頭類型 |
頻率范圍 |
兼容匹配接頭 |
注釋 |
|
|
To 110GHz |
1.0mm |
接頭比下列所有接頭都小,無(wú)法匹配使用 |
|
|
To 70GHz |
2.4mm |
|
|
|
To 50GHz |
1.85mm |
|
|
|
To 40GHz |
3.5mm和SMA |
|
|
|
To 34GHz |
2.92mm和SMA |
|
|
|
To 24GHz |
2.92mm和3.5mm |
使用了特氟龍介質(zhì) |
APC-7MM接頭不是典型的毫米波接頭,因?yàn)樗淖畲箢l率只能到18G。但是APC-7MM接頭非常的耐用,具有極好的駐波比。 他沒(méi)有等級(jí)之分,也沒(méi)有公頭母頭的區(qū)別。他的外觀都是一樣的,所以在使用APC-7MM接頭的時(shí)候,需要注意一些事項(xiàng)。
|
|
1:在連接之前,旋轉(zhuǎn)接頭的滾花螺母,使接頭的螺紋是如下?tīng)顟B(tài): |
|
|
在日常的儀器維修過(guò)程中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)安捷倫的8753E系列的網(wǎng)絡(luò)儀,客戶把兩個(gè)螺母都擰緊了,反而造成了儀器測(cè)試的不穩(wěn)定,同時(shí)也容易損壞接頭。
四、轉(zhuǎn)接頭的損壞
1、公頭母頭內(nèi)導(dǎo)體尺寸有偏差
|
|
|
這種類型的損壞,在不同等級(jí)的接頭之間混用最容易發(fā)生。因?yàn)樯a(chǎn)級(jí)的公差比較大,有些劣質(zhì)的公頭的中心導(dǎo)體直徑偏大,在使用這種接頭的時(shí)候,就直接把母頭損壞了。 還有就是在一些75歐姆的網(wǎng)絡(luò)儀上,由于使用人員的粗心,使用了50歐姆的連接線,也會(huì)直接把N型75歐姆的母頭直接損壞。
2、轉(zhuǎn)接頭公頭的PIN depth 尺寸太長(zhǎng)
|
|
公頭的PIN depth尺寸在指標(biāo)內(nèi),公頭母頭匹配良好 |
|
|
公頭的PIN depth過(guò)長(zhǎng),在匹配的時(shí)候,內(nèi)導(dǎo)體的肩部直接進(jìn)入母頭,造成母頭損壞 |
3、公頭的內(nèi)導(dǎo)體變形
|
|
內(nèi)導(dǎo)體不在圓心上,連接的時(shí)候會(huì)對(duì)母頭造成傷害 |
五、檢查轉(zhuǎn)接頭
毫米波接頭的很小,機(jī)械公差都很精密。一個(gè)很小的缺陷,損壞,或者是臟了,都會(huì)影響他的精度和重復(fù)性。所以我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候需要對(duì)它做一下檢查,避免使用有缺陷的轉(zhuǎn)接頭,影響我們測(cè)試的指標(biāo)和穩(wěn)定性。
檢查轉(zhuǎn)接頭的時(shí)候請(qǐng)帶好靜電手環(huán), 至少使用一個(gè) 10倍的光學(xué)放大鏡 , 要同時(shí)檢查公頭和母頭。
1、無(wú)槽型母頭
|
|
正常的無(wú)槽型母頭,內(nèi)部的簧片分布均勻,沒(méi)有損壞,可正常使用 |
|
|
1:內(nèi)導(dǎo)體傾斜,不在圓心 2:簧片變形 。 不能使用 |
|
|
導(dǎo)體內(nèi)簧片缺失, 不能使用 |
2、開(kāi)槽型 母頭
a:檢查內(nèi)導(dǎo)體簧片的接觸完整性
|
|
||
|
接觸良好 |
正常磨損,已到極限 |
損壞,不能使用 |
b:檢查公頭母頭的同心性
|
|
||
|
完美 |
輕微的傾斜 |
損壞,不能使用 |
|
|
||
|
完美 |
輕微的傾斜 |
損壞,不能使用 |
3、檢查轉(zhuǎn)接頭的PIN Depth
這種需要專用的計(jì)量工具,對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)接頭的PIN Depth做檢測(cè),一般情況下我們都不會(huì)使用,在這里我就不做介紹了,有興趣的可以自己去查閱相關(guān)的資料和檢測(cè)方法。
六、轉(zhuǎn)接頭的連接
在連接各種測(cè)試電纜,轉(zhuǎn)接頭的時(shí)候,我們需要注意一些基本的事項(xiàng),這樣才能在保證建立一個(gè)良好的連接的前提下,盡量減少接頭之間的磨損,延長(zhǎng)接頭的使用壽命。
1、首先檢測(cè)所有需要連接的轉(zhuǎn)接頭,有沒(méi)有第五節(jié)描述的問(wèn)題 。
2、對(duì)齊兩個(gè)接頭之間的中心導(dǎo)體,將接頭平緩的推入,能感覺(jué)到公頭和母頭的中心導(dǎo)體有個(gè)接觸。
3、一段固定,旋轉(zhuǎn)另外一端。直到用手無(wú)法擰動(dòng)。
4、用合適的力矩扳手,固定連接。
來(lái)源:君鑒儀器Chrent 維修工
相關(guān)標(biāo)簽搜索：射頻同軸轉(zhuǎn)接頭基礎(chǔ)知識(shí) 從結(jié)構(gòu)、匹配、連接全面介紹 HFSS電磁分析培訓(xùn) HFSS培訓(xùn)課程 HFSS技術(shù)教程 HFSS無(wú)線電仿真 HFSS電磁場(chǎng)仿真 HFSS學(xué)習(xí) HFSS視頻教程 天線基礎(chǔ)知識(shí) HFSS代做 天線代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析
