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射频同轴连接器设计01第2部分(6-10)A

射频同轴连接器设计01第2部分(6-10)A
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射频同轴转接器的设计

吴秉钧 韩梅英

1 前言

八十年代初,根据型号任务要求,我们在国内最先开展了红七信标机和地面设备用OSM (即SMA )射频同轴连接器的研制任务。经过课题组全体同志数年努力和反复改进,使连接器的各项机电性能接近和达到国外同类产品水平,八九年获部科技进步二等奖。十余年来,我们根据市场需求,不断开发新产品,到目前为止,已开发了APC-7、N 、L16、SMA 、TNC 、BNC 、SMB 、SMC 、K 、2.4mm 、MCX 等系列连接器、转接器、精密电缆组件及部分微波元件近五百种,除满足型号任务需要外,还提供给国内外近百个单位使用。由于SMA 射频连接器的研制成功和广泛应用,许多用户为解决部件性能测试,提出了SMA 与SMA 、N 型、APC-7等系列内和系列间转接器的要求,所以我们首先开展了SMA 与SMA 及N 型转接器的研制和设计,十几年来历经四次改进提高,不仅在电性能,而且在机械性能,特别是可靠性方面都有很大提高。随着产品质量的提高,用户的需求也不断增加。因此决定先对下列六种转接器进行设计定型,其中包括SMA 系列内转接器两种,SMA 与N 型系列间转接器四种,它们是:SMA-50JJ 、SMA-50KK 、N/SMA-50JJ 、N/SMA-50JK 、N/SMA-50KJ 、N/SMA-50KK 。 2 射频同轴转接器设计 2.1 设计原理

射频同轴连接器、转接器作为同轴传输线的连接元件,对其最基本的要求是与传输线特性阻抗的良好匹配,以减小能量的反射,所以在同轴连接器、转接器的设计中,必须遵循下列三条原则,这关系着连接器、转接器电性能优劣的关键所在。 2.1.1 在同轴传输线方向上尽可能保持一致的特性阻抗

通常同轴传输系统是一个阻抗连续分布并保持不变的系统,如果由于同轴转接器的引入使传输系统在该处的阻抗发生变化,则会影响系统的性能。

当转接器特性阻抗偏离传输系统的特性阻抗时,而引起的转接器电压驻波比变化为

O

O Z Z VSWR ?+

=1

式中:△Z O 为特性阻抗的偏离值

Z O 为特性阻抗

2.1.2 不连续性的共面补偿

连接器或转接器的设计中,为了固定内、外导体的相对位置,必须要加介质支撑。由于绝缘支撑的介入,使该处的介电常数发生变化,所以不可避免地要对内、外导体进行切割,引起不连续电容,使得本来较为均匀的传输线变得不均匀。若设计不当,将会产生严重的反射,还会激发高次模,影响整个传输线或转接器的性能,因此,必须十分重视绝缘支撑的设计。但是,射频同轴转接器的宽带补偿是一个很复杂的问题,它涉及到所采用的设计方案和结构是否合理,选用的介质性能等,它也是连接器和转接器设计的关键所在,补偿的好坏直接影响到其电性能,特别是在N 到SMA 不同系列间转接器的设计,由于尺寸

变化较大,我们通过多次设计改进,较圆满地解决了这一技术问题,使设计的转接器在宽频带具有良好的电性能。

2.1.3 减少机械加工误差和装配误差

射频同轴转接器内、外导体及绝缘支撑的加工过程中,不可避免出现误差,如果加工误差太大,会直接影响转接器指标,值得提出的是转接器加工中轴向公差控制也是十分重要的。因为轴向公差过大,导致插针和插孔间隙过大,从而增大反射。

关于转接器内、外导体尺寸的确定及N型、SMA连接器界面尺寸,截止频率的计算等在设计规范中已详细介绍,这里不在赘述。

2.2 提高转接器的机电性能和可靠性的途径

前面我们较详细地介绍了连接器、转接器的设计原则,但是在实际工作中如何灵活、准确地应用好这些原则是十分重要的,但同时也是十分复杂的。这是因为实际工作中出现的问题常常是千变万化,如何用不同方法来解决不同的问题,其中有设计结构问题,也有材料和加工工艺问题,这都可能影响转接器机、电性能和可靠性,下面我们结合近二十年来的工作谈几点体会。

2.2.1 补偿设计

在系列间连接器或不同阻抗变换器设计中,首先碰到的问题是内、外导体、尺寸不同,欲把两种不同系列(或阻抗)接头连接起来,必须要有一段过渡段,过渡段的种类很多,在通常精密的转接器或同轴元件设计中,常见的过渡段形式有直角阶梯过渡、锥形过渡、抛物线过渡等。就其反射大小而言,抛物线等曲线过渡反射最小,但是加工工艺难度大、成本高,适用于计量级转接器和元件设计中采用,应用最多的是锥形过渡和直角阶梯过渡,但锥形过渡其过渡段长度要足够长才能得到满意效果,据报导直角阶梯过渡若设计得当同样能得到在宽频带内良好的特性,我们的工作实践也证明了这一点。所以目前国、内外转接器大多数是采用直角过渡,但是直角阶梯过渡补偿得不好,反射很大。因此设计时一定要特别注意。

所谓直角阶梯过渡即把内、外导体的阶跃不连续形成的电容用一段“△”高阻抗段进行补偿,如图1所示。

图1 直角阶梯过渡及等效电路

补偿区内、外导体的比值较大,即它的特性阻抗比两边特性阻抗高,形成了一段电感,补偿了阶跃电容的作用。当△远小于波长时,可用集中参数LC的π型四端网络参数,其公

式如下:

78

79

1

11D D

n

K D =

? 式中:△为错开距离

K 为常数 K 50Ω=3.09 K 60Ω=2.90 K 75Ω=3.04 上式适用于

1

D D

〈3; 当

1

D D

〈4;则△≈81D ;

据报导,当

1

D D

〉4时,直角阶梯补偿是很困难的,宜采用锥形或抛物线过渡。 本设计采用直角阶梯过渡,通过反复试验,进行修正,取得了较为满意的效果。 2.2.2 外导体端面接触结构设计

在美军标详细规范中,N 型连接器界面都开槽,众所周知,内、外接触件开槽对特性阻抗有影响,其影响可由下式表示:

2

)(

125.0N

W Z =? 式中:N 表示槽的数目;

W 表示内、外接触件开槽的槽宽。

从上式可知,△Z 与槽宽成正比,槽宽越大,阻抗变化越大。

N 型连接器内接触件是插针、插孔结构,不可避免要采用开槽形式,外接触件界面结构改用端面接触,以减少开槽对特性阻抗的影响,而导致反射增大。必须指出采用端面接触结构后对外接触件的定位精度、端面精度和同轴度的要求应适当提高,以保证内、外导体良好接触。改进后不仅简化了工艺,而且降低了电压驻波比,同时转接器的屏蔽效果也进一步提高。

2.2.3 提高镀金层耐磨性

射频同轴转接器属电接触元件,接点的镀金质量直接影响电接触性能和可靠性,提高镀金层的致密性和耐磨性是十分重要的。我们的产品选用超声滚镀工艺,不仅提高了镀金层的致密性和耐磨性,而且由于镀金时采用超声搅拌镀液,使小孔内表面也能镀金,从而保证了接点的良好导电性。

2.2.4 不断提高产品性能和可靠性

二十年来的设计和生产实践告诉我们,产品的可靠性是设计和加工出来的,对过去产品中出现的每一个质量问题我们都能做到认真研究、仔细分析,分析失效原因,找出失效模式,及时采取改进措施。属于设计不合理,立即修改图纸,属于工艺、加工问题,及时

通知工厂并协助他们查明原因,采取有效的改进措施,避免今后再发生类似质量问题。

例如,八十年代初期,我们的SMA连接器、转接器全部采用液氮装配,绝缘介质在-197℃液氮速冻后再取出来压入外导体孔内,当时我们也做了紧固力试验,都能达到美军标要求,后来少数用户反映部分连接器时间久了,有些轴向产生窜动,我们及时分析原因,这是由于聚四氟乙烯与其他材料亲和力小,同时聚四氟乙烯膨胀系数大,随着温度变化,介质径向产生少量收缩,因而在轴向力的作用下松动了,这是设计问题,于是查资料,根据美国专利,采用液氮装配后再用环氧树脂灌注,这样就不再出现类似质量问题。

又例如,生产连接器初期,部分用户反映我们的SMA连接器螺母有脱落现象,当时我们检查了卡环材料确实是铍青铜做的,且热处理后硬度也全部合格,为什么有时卡环脱落呢?我们分析后发现卡环工艺不合适,原来工厂是用铍青铜板冲制成型,这样,卡环弹性受力方向与材料压延方向不一致,虽然热处理后硬度值合格,但是弹性并不理想,后来改用铍青铜带压延方向卷制成型工艺,使卡环的弹性明显改善,再也没有螺母脱落现象了。

像这样的例子很多,我们通过上述事例说明产品设计不当或工艺错误都可能导致产品失效,影响产品可靠性,因此我们应认真地处理好产品出现的每一个质量问题,才能保证我们的产品质量不断提高。

3 转接器的性能测试及达到的技术指标

转接器虽小,但是其指标项目却很多,而且有些指标测试难度也较大。为了确保产品定型工作建立在稳固的基础上,以提供航天用合格产品,我们对六种转接器机械、电性能、耐环境全部指标按规范要求进行了全面鉴定。

我所是国防科工委一级计量检测中心,电压驻波比、插入损耗和射频泄漏三项指标分别由我所网络分析仪组和衰减组进行鉴定。一院计量站是科工委系统长度、热学、力学一级计量站,所以力学方面指标鉴定全部由一院计量站完成。环境条件试验委托二院699厂例行试验室完成。

经过转接器十八项指标全面鉴定和试验,各项指标均达到了详细规范规定的指标要求,各项例行试验电性能测试详细情况另有专题报告。

下面我们把转接器主要指标测试结果简要介绍一下。

3.1 电压驻波比、插入损耗的测试

为了测量鉴定转接器的传输和反射特性,据报导目前国外大多是在网络分析仪上进行的。我们这次鉴定样品的测试是在HP8510B网络分析仪上完成的。测试结果表明,其全部指标都达到203所详细规范要求,接近并达到国外九十年代同类产品水平。

3.2 射频泄漏的测试

我所对射频同轴转接器的射频泄漏指标的测量,参照美军标总规范规定的方法,专门研制设计了一台三同轴测试装置,并利用VM-4B衰减校准装置进行自动扫频测量。

测试结果表明,我们生产的转接器在2-4GHz频率范围内,射频泄漏为-75dB。达到了美军标规定的要求。

测试结果见表2。

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表2 国内外转接器性能测试比较表

4 结束语

这次我们提交定型鉴定的六种产品,虽然都已生产二十年之久,其中N-SMA转接器历经数次较大的修改,但均为小批量生产,每批200套左右,每年二、三批,所以过去每次修改后总是对主要电性能进行检测,若电性能改善了就以新结构取代旧结构。近年来,用户的需求量不断增加,又具有二十年小批量生产的经验,所以,决定先对六种产品进行设计定型,全面地鉴定六种转接器的各种指标,更好地满足型号任务对连接器、转接器的需要。通过对连接器、连接器十八项指标进行鉴定或试验。证明我们的连接器、转接器全部指标都达到产品详细规范规定的要求。

参考文献

[1] 吴秉钧:HQ-7 OSM射频同轴连接器研制报告,《宇航计测技术》,1985年第1期

[2] Marioa Maury Jr:Improving SMA Test with APC3.5 hardware ,《Microwave》,vol.20,No.9 1981.Septemper

[3] 同轴线中被补偿不连续性的反射系数及最佳尺寸的确定,《无线电工程译文》,1971年第2期。

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目前在射频连接器设计中值得提倡的几个问题

李明德

【摘要】本文从有利于提高产品性能、有利于降低产品成本和有利于提高产品可靠性出发,从目前国内外射频连接器市场上流行的产品结构中,筛选出不开槽、一件式、近缆支撑、压接或焊接和以直式代弯式等五种结构,作为值得提倡的产品结构。

【关键词】结构设计经济实用提倡

1 引言

经济实用或说物美价廉是所有产品设计的基本原则。也是开拓市场的有力武器,更是顾客采购产品的基本准则。经济实用,即指在满足射频连接器相关标准或技术规范的前提下,重点是做到产品具有较好的性能(电气性能、机械性能、耐环境性能等),较低的成本和较高的产品可靠性。所有这些,都是射频连接器设计师们关注的焦点和力所追求的目标。

经济实用是目前射频连接器市场竞争的要求。随着改革开放和科技的迅猛发展,射频连接器市场竞争越来越激烈,产品价格越来越低,产品性能要求越来越高,伴随着材料价格和劳动力的升值,使产品进入到微利甚者无利时期。企业家们在向管理要效益的同时,也在向设计要效益。强烈地要求从改进设计入手降低产品成本。当然,降低成本不应以牺牲产品任何性能和牺牲产品的可靠性为代价,更不能搞假冒伪劣。这就要求产品设计师们在设计上优化结构,开拓创新,使产品在降低成本的同时,还要有利于提高产品性能,有利于提高产品的可靠性,再者,随着通信事业的快速发展,无源交调失真的出现,有必要对以前常见的一些产品结构重新评价,使其满足低交调干扰设计的需要。为此,从目前市场上流行的一些产品结构中,选出以下几种结构,进行分析讨论,本文认为这些结构值得提倡。

2 值得提倡的几种产品结构

2.1 由开槽改为不开槽

在一些射频连接器的界面(接口)结构中,通用连接器(2级)的外导体接触头部位,通常设计成开槽的弹性接触结构。例如:IEC60169-16和GB11314 N型、IEC60619-17 TNC 型等均为开槽结构,IEC60619-4 7/16型给出开槽和不开槽两种结构。为了保证良好接触,对开槽结构,在装配前,通常要求要进行涨口,按标准要求还要用标准环规进行检验。在产品标准中,都给出了环规的结构尺寸和重量的具体要求。为提高产品性能,提高产品可靠性,外导体的开槽结构,完全可以改为不开槽结构。具体产品结构如图1所示。

82

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图1 7/16型N 型和TNC 型开槽结构和不开槽界面结构对比

采用不开槽结构有以下好处:由于不开槽,节约了因开槽所需的加工费用。如:刀具、工时、人工工资等费用;减少了因开槽产生的毛刺,需要去毛刺的工序及其产生的相应费用;同时也减少了装配前需要涨口和制造涨口工装等工序及其相应的费用。在电气性能方面,由于不开槽,减少了因开槽造成的对射频连接器电压驻波比、射频泄漏和产生无源交调干扰的影响;增大了外导体系统的接触面积,减小了外导体接触电阻,有利于提高产品

的电气性能;同时,由于不开槽,增强了外导体的机械强度,再不会因开槽在长久多次插

拔后,外导体产生“飞片”或局部断裂等失效现象。提高了产品可靠性。

对于外导体的不开槽结构,在MIL-STD-348A(1988年4月)中,N系列插针接触件试验连接器界面,TNC系列插针接触件试验连接器界面和TNCA系列插针接触件连接器界面(空气界面),其中外导体端部均是不开槽的结构。在IEC60169系列标准中,N型插针接触件标准试验连接器界面(0级),TNC型插针接触件标准试验连接器界面(0级),TNC18GHZ型插针接触件连接器界面(1级)和插针接触件标准试验连接器界面(0级),其中的外导体端面结构也均是不开槽的。可见不开槽的结构有利于提高产品的各项性能。在目前射频连接器市场上,7/16型、N型的通用连接器不开槽结构已经广为流行,TNC型的不开槽结构已经出现,但不多见。

2.2 由两件式改为一件式

两件式或多件式是指在射频连接器的外导体或内导体的结构设计中,从界面端口到端接电缆的外导体或内导体处,把外导体或内导体设计成由两个或多个零件组成。一件式则指是把外导体或内导体设计成只是一个零件。在目前射频连接器市场上,N型通用连接器(2级)(MIL-C-39012/1),TNC型插针接触件连接器,一些厂家设计成两件式。如上图1中C图所示为两件式。a、b、d、e、f图为一件式结构。少数厂家把7/16型也设计成两件式或多件式,如图2所示。图3为一些两件式或多件式产品结构的图片。对于这些型号的连接器,外导体或内导体设计成何种型式,产品标准中没有明确的严格规定,往往是由生产厂家根据本厂情况而定。之所以要设计成两件式或多件式,其主要理由可能是为节约原材料或按产品标准示例。但是,为了低交调干扰设计和提高产品性能降低成本的需要,尽可能把两件式或多件式结构设计成一件式结构。当两件式不可避免时,如以下图4中b图和图5中b图结构,应注意增大接触压力和增大接触面积或采用压环过盈配合压配,尽可能降低接触电阻。

图2 7/16型射频连接器两件式结构

对于两件式结构(N型、TNC型)是否可降低成本,具体分析如下:对于N型、TNC 型产品,尤其是其中配接皱纹导体较大尺寸的射频同轴电缆产品,把接触头部分和壳体分成两件(如图3所示),分别单独加工,在材料上肯定比整体一件式用料省。对于无三阶交调指标要求的产品应该说是合理的。但是对要求低交调的产品则是不可取的。这里把一件

式与两件式作对比,分析利弊如下:

84

85

图3 一些两件式或多件式产品(如图a 、b )

一件式结构,减少了射频电流在外导体内表面电流通道上的零件数量,因而也减少了由接触面引起的接触非残性,有利于降低交调的干扰和降低电压驻波比;

一件式安装迅速且可靠,减少了因两件式需装成一体(如图1中c 图)的装配工序,节约了装配所需要的工装及其相应的费用;

一件式性能比较优良。外导体一体加工保证了零件的同轴度,降低了接触电阻,减少了因同轴度的偏差以及较大的接触电阻对电压驻波比的影响;

一件式结构可靠性比两件式好。消除了因两件式装配不当带来的接触头与壳体压的松紧不一、接触不良,同时也避免了接触头脱落产生的失效,因而提高了可靠性。

从以上利弊分析和综合成本对比看,一件式还是优于两件式或多件式。尤其是对交调设计的要求。在目前射频连接器的市场上,7/16型、N 型和TNC 型产品一件式结构逐年增多。

2.3 由远缆支撑改为近缆支撑

所谓远缆支撑和近缆支撑是指在射频电缆连接器的结构设计中,绝缘支撑的位置。绝缘支撑远离电缆端面的称为远缆支撑,接近电缆端面的称为近缆支撑。在目前射频连接器市场上,这两种结构并存,以7/16型产品为例,其具体结构如图4可示。

图4 7/16型远缆支撑和近缆支撑结构对比

不论是远缆支撑结构,还是近缆支撑结构,不论在机械性能上,还是在电气性能上,这两种结构的产品均能达到满意的结果。但是在产品的用料上,远缆支撑结构的产品明显

比近缆支撑的结构产品长,因而用料多成本就高,这样按近缆支撑结构设计,在同等条件

下,可以比远缆支撑结构明显降低成本,何乐而不为呢?

2.4 由夹接式改为压接式或焊接式

在射频电缆连接器的端接电缆结构中,通常有夹接式(又称装接式、螺纹夹接端接)、压接式和焊接式等结构形式。

夹接式连接器中的插针通常被焊接在已剥制并修整平的同轴电缆的中心导体上,通常用旋紧圆柱形压紧螺母的方法把电缆编织屏蔽网压紧在连接器壳体内部金属垫圈与衬套之间,并使橡胶圈紧固电缆护套。这种端接方法的优点是,端接牢固,提供了一定程度的防水防潮作用。并允许终端元件重复使用。连接器可以在应用单个开口扳手的场合进行安装而不需要特殊的专用工具。缺点是体积大用料多,成本较高,不利于降低无源交调干扰。

压接式结构是把连接器的中心插针的管状一端装到已剥制好的并已修整平的同轴电缆的中心导体上,用专用压接工具对管状部位进行压接。用这种方法使内导体系统两零件之间形成一个气密性连接,然后把装好插针的电缆插入连接器壳体,再把电缆的编织屏蔽网松扩放在连接器壳体的压接套管上,再装上圆形压接套管,用专用压接工具进行压接。这种端接方法的优点是用料省,一致性好,适用于大批量生产,成本低,压力大,强度高。缺点是连接器不能重复使用,并且需要专用压接工具。

焊接式结构类同于压接式结构,不同的是连接器的内导体和电缆的内导体用焊接方法焊在一起,而外导体部分没有压接用套筒,直接焊接在一起,这种端接方法更适用于半软电缆和半硬同轴电缆。其优点是体积小,用料省,接触最可靠,缺点是不适合野外安装装配。以N型产品为例,夹接式和焊接式结构对比如图5示:

图5 N型电缆连接器夹接式结构与焊接式结构对比

从以上三种端结构分析对比来看,三种结构都具有各自优缺点。但从总体来看,夹接式结构的成本远大于压接式和焊接式结构,要满足低交调设计要求,只能采用焊接式或压接式。在目前通信用电缆组件市场上,都广泛采用焊接式或压接式结构。

5.5 在需要弯式电缆连接器的场合,尽可能用直式连接器弯曲电缆来实现

在整机互连系统,当元件密集,空间有限,需要弯式电缆组件时,一般说来,存在三种选择方案:采用补偿型直角弯式连接器再配接电缆;采用弯曲型(壳体自然弯曲90°)连接器再配接电缆;采用直式焊接型连接器弯曲电缆来实现。经补偿的直角弯式连接器和弯曲型连接器与直式焊接型连接器相比,通常是直角弯式连接器结构复杂,价格比直式的高,性能比直式的差。因此,在需要弯曲式电缆组件时,采用直式焊接型再弯曲电缆的方

式既降低了成本,又达到满意的效果。以SMA为例,三种型式对比如图6所示:

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(1)补偿直角弯曲型(2)弯曲型(3)直式焊接型弯曲电缆

图6 SMA型弯式电缆组件性能比较

3 结束语

以上所提倡的几种做法,是从目前射频连接器市场上流行的产品结构中,经分析对比筛选出来的,并经实践证实是行之有效的。但是不是绝对的对任何一种产品都适用。在射频连接器的结构设计中,各种结构都有它的产生背景,都具有它本身独到的特点和适用范围,都有它存在的必要。在实际设计中,应从具体产品整体结构设计出发,根据实际需要和可能以及设计要求,合理选择,不必刻求。在同一产品中,可选其一项也可多项,总之尽可能做到结构合理,既提高了产品性能、提高了产品可靠性,又降低了成本,即作到经济实用。

参考文献

1.Department of Defense Imterface Seandard MIL-STD348A 20 April 1988

2.60169-4 1975射频连接器第4部分:外导体内径为16mm(0.63in)、特性阻抗为50Ω、螺纹连接的射频同轴连接器(7-16型)

3.IEC60169-16 1982射频连接器第16部分:外导体内径为7mm(0.276in)特性阻抗为50Ω(75Ω)、螺纹连接的射频同轴连接器(N型)

4.IEC6169-17 1980射频连接器第17部分:外导体内径为6.5mm(0.265in)特性阻抗为50Ω、螺纹连接的射频同轴连接器(N型)

5.IEC6169-26 1993射频连接器第26部分:特性阻抗为50Ω、频率范围为0~18GHz 螺纹连接的射频同轴连接点(TNC18GHz型)

6.Handbook of Electronic Connectors Chapferl.R.F Intre Connection David

H.Standing p49-41

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射频同轴连接器的设计要点

王一夫

【关键词】射频同轴连接器设计

一引言

射频同轴连接器是用于通信和电子设备中同轴电缆或同轴电缆与微带线、同轴电缆与波导之间的连接,是射频传输系统的主要组成部分.通信设备、电子仪器向小型化、模块化发展,内部和外部的信号通路大量采用射频同轴连接器,它的性能优劣直接影响整套设备的可靠性,因此在射频同轴连接器的设计阶段就必须考虑高质量的设计,高质量的设计是产品可靠性的关键,本文就射频同轴连接器的设计要点作简单的浅述。

二射频同轴连接器的功能原理

射频同轴连接器是一种机电元件,其可分离的界面用以连接两个子系统,并且对系统的运作不会产生不可接收的作用,它是通过机械的方式实施电的接触,并保证射频能量最大限度的传输。它的可分离性可以使得模块化的子系统维护和升级变得简单,还可以方便携带和扩展外围设备。

从微波理论讲射频同轴连接器是射频同轴传输线的一部分,它是以传输TEM模的波(横电磁波)为主模的射频传输线。为了保证它能最大限度的传输射频能量,必须满足以下要求:

1 匹配(阻抗)要求。

内外导体要满足式(1)要求。

D

d

Z=(1)

式中

r

ε为介质的介电常数 ,D为外导体内径,d为内导体外径。

2插入损耗要求。

插入损耗包括导体损耗、接触损耗、失配损耗、介质损耗等。导体损耗按式(2)计算。

ln

(1)

a

D

d

c D

d

D

R

η

α=+ (2)

式中Ra=

η为介质的TEM波阻抗(空气为120η)

介质损耗按式(3)计算。

d

αδ

=(3)

88

89

接触损耗是由接触电阻引起的;当设计合理时,失配损耗是由制造公差,介质性能等引起的。

3当传输高功率信号时还需要考虑功率容量,它可以用式(4)计算。

d

D

E d P C

r C ln

240

2

2ε=

(4) 式中c E 为同轴线击穿电场强度。

4·当使用频率升高后,连接器中除传播TEM 波同时还传播高次模的TE 波和TM波,最低频率的高次模为TE11波,我们将它的出现的频率定为TEM 波的截止频率,可用式(5)计算。

11TE f =

(5)

01300(TM D d f -=

(6)

式中fTE11是TE11波出现的频率。 fTM01是TM01波出现的频率。 三 设 计 要 点

射频同轴连接器在设计时首先要确定具体的型号,然后再按标准确定工作界面、支撑物、连接机构及电缆端接装置等。

(一)工作界面

工作界面一般情况下标准都给出具体尺寸,在设计工作界面时应注意以下几点: 1·外接触件有开槽和不开槽两种。开槽的接触电阻小,但当使用频率升高后电压驻波比增大;不开槽的电压驻波好,但与设计和制造有差异的插座相配接易损坏。 外接触件与外壳铆接的形式可靠性差,且还会增大无源互调产物的电平。

2·加密封圈后要注意既要保证密封性能,又要满足插合后其基准面的重合,不能过盈,否则易损坏插孔;间隙又不能大,否则电压驻波比增大。

3·内接触件

插孔材料的选择:首选铍青铜,次选硅青铜,小插孔禁用锡青铜,SMA 或更小尺寸的插孔只用铍青铜 。

插孔开槽的长度和宽度很关键,它对插孔的弹性、寿命、接触电阻及使用频率升高后的电压驻波比影响都很大。利用悬臂结构公式可估算槽长与接触压力的关系,见式(7)。

34DEWT

L F = (7) 式中 F 为单瓣接触压力, D 为瓣的径向位移量, E 为材料的弹性模量, W 为瓣宽度,

90

T 为瓣厚度, L 为槽长。

由式(7)可知槽长与接触压力成反比,接触压力大了可减小接触电阻,但插孔易疲劳,影响其寿命。

对于大插孔或精密连接器,开槽后等效外径变小使电压驻波比增大,适当加大开槽部分直径进行补偿。如图1

图1 开槽的补偿

图中4×δS为开槽后减小的面积,这部分面积通过加大开槽部分直径来补偿。 4·内外导体突变引起的电容效应的补偿。为了保证微波信号平稳匀均地传输,应尽量避免内外导体突变,在结构不允许的情况下可按式(8)进行错位补偿。

1ln

D D

D

a k

=

(1D

D

<3时 ) (8)

1

8

D a ≈

(2<

1D D

<5时) (9)

当用于50Ω系统时k=3.09,75Ω时k=3.04,当然式(8)式(9)只是经验公式,精确计算公式本人尚未找到。

图2 错位补偿

(二) 支撑物(绝缘子)

设计支撑物时应注意以下几点:

1·支撑物是用来固定内接触件的绝缘体,不让内接触件有轴向和径向位移。微

波信号在连接器内传输时,支撑物的加入而引起内外导体突变的电容效应,破坏了传输的

91

匀均性,这时可采用共面补偿,即将支撑物端面切槽来提高突变部分的电感量,抵消突变电容,切槽深度可用式(10)计算。

12

11

1810ln

r d

C D d εδε

=?- (10)

式中Cd 为突变引起的电容,它可由式(11)(12)来计算。

2152114ln 2ln 1.1110(1)( 1.4)10011d C ε

αααατπααα-??

++=-+?--??--??

F cm (11) 式中12R r R r α-=

- 1

R

r τ= R 为外导体内半径,r 1为内导体半径,r 2为台阶半径。

2152114ln 2ln 4.1210(0.8)( 1.4)10011d C ε

αααατπααα-??++=-+?--??--??

F cm (12) 式中1R r

R r

α-=

- 1R r τ=

R为外导体内半径,R 1为外导体突台内半径,r 为内导体半径。

式(11) 适用于内导体台阶,式(12) 适用于外导体台阶。

图3共面补偿

2·为了防止内接触件特别是插孔接触件旋转,可考虑将接触件滚纹压入支撑物,这种方法简单,但当使用频率增高后会引起电压驻波比升高;第二种方法是在支撑物部分加工成扁孔,而在内接触件上铣扁,注意铣扁引起的内导体变小而产生反射,必须进行等面积补偿,这种方法特别适用于象N 以上的大型插座连接器;第三种方法是采用低介电常数的环氧树脂灌封,这种方法电压驻波比较好,但加工烦琐,同时还存在射频泄漏问题。

3·气密封圈加入后的补偿。由于密封圈的加入,带来支撑物介电常数的升高,在支撑物上切槽加以补偿。补偿时的平均介电常数按式(13)计算。

92

12323131231

21

2

ln

ln

ln

ln

D

D D D D D d d

εεεεεεεεεε=

++? (13)

式中 ε1 ε2 ε3分别代表支撑物、密封圈、及补偿空气室的介电常数,d 、D 1、D 2、D 3代表它们的内径和外径。

图4 密封加入后的补偿

支撑物的结构形式有以下三种:

1·穿过式。它的优点是电压驻波比小,结构简单,缺点是不能固定中心接触件导致中心接触件轴向窜动。

2·夹持式。在中心接触件上切槽或留突台,支撑物卡入槽内或夹持突台。中心接触件上开槽时,支撑物可以切开按装,也可以将中心接触件分段夹持支撑物。

切开按装的形式有:

a ·全切。它的优点是支撑物不变形,缺点是支撑物易移位或掉下造成装配困难;

b ·切3/4直径,扳开装配。它的优点是支撑物不易掉下和位移,缺点是支撑物易变形装入外导体困难。

c ·全切加套环。在支撑物上留出套环的位置,将支撑物全切开卡入中心接触件槽内,用套环固定。它的优点是不变形,不位移,装配容易,缺点是结构复杂。

d ·全切加金属衬套。将支撑物全切开卡入中心接触件槽内,放入金属衬套内一起装入外导体内,注意外导体内要留出衬套位置,它的优缺点和c 一样。 中心接触件分段夹持可避免切开支撑物,它的形式有:

a ·过盈压入。中心接触件分成两段,装入支撑物后,中心接触件是通过过盈压接。

b ·螺纹连接。中心接触件分成两段,装入支撑物后,中心接触件是通过螺纹连接,注意采取防止螺纹松脱的措施,如在螺纹的端面钻孔翻铆等。

93

图5 几种支撑物的结构形式

图6 中心接触件分段夹持螺纹端翻铆

c ·过盈压配式。支撑物与中心接触件之间通过过盈压入,它的优点是结构简单,缺点是加工精度要求高,只适宜一次装接,不能反复装接,也不能在装好后焊接,因为焊接时中心接触件受热膨胀将支撑物孔撑大,引起松动。

(三)连接机构

连接机构的形式有卡口式、螺纹式、直插锁紧式和法兰式等。卡口式作为普及低档型很多文献都有介绍,在这里不作讨论,这里主要讨论其它几种形式的连接机构的设计要点。

螺纹连接机构的设计要点。

螺纹连接机构一般采用弹性卡环来连接外壳和连接螺套,

其中卡环是连接机构中最关键的零件,卡环和卡环槽设计不当,可造成连接机构失效。

连接螺套上的卡环槽深要等于卡环厚度的一半,卡环的外径要大于连接螺套上卡环槽的直径,卡环的周长要略小于外壳上卡环槽的周长,对于卡环的材料最好用弹性较好的弹簧钢冲制或用青铜制成,卡环的宽度应尽可能宽,为了保证连接螺套的稳固性,卡环的位置离连接螺套末端应有一定的尺寸,距离太小不光是机械强度不够,螺套的稳固性也差。

有的产品为了简单和防止卡环松脱,取消了卡环而直接将连接螺套卷铆在外壳上,但它有自身的缺陷,即连接螺套稳固性差,易歪动,因为螺套末端没有供稳定螺套的平面,见图

7

94

图7 连接螺套卷铆固定

在大力矩连接机构中,也可取消卡环,将外壳上留一条凸环,用螺纹固定在连接螺套上,见图8。

图8 连接螺套螺纹固定

设计连接螺套时除注意以上几点外,还要注意使用方便,一般情况下连接螺套外表面滚纹,便于旋接,也可以采用六角外形,大型连接器可以在连接螺套前部滚纹后部铣六角,便于用扳手紧固。为了防止连接好的连接器对在振动环境下松脱,应在连接螺套和插座的外壳上留安全丝孔。

直插锁紧式连接机构的设计要点。

象SMB 一类直插锁紧式连接器的连接机构是靠弹性鼓包卡在凹槽中锁紧定位的,合理选择凹槽的深度宽度及鼓包尺寸和材料是重点,鼓包的材料一定要选用弹性好的青铜,控制

好凹槽尺寸和鼓包尺寸,一定要让鼓包完全落入凹槽中,鼓包和凹 槽不能太大或太小。

法兰连接机构的设计要点。

法兰连接器中法兰与外壳也是通过卡环连接的,卡环的可靠性影响重大,合理地设计卡环及卡环槽的尺寸,正确选用卡环材料是关键。能否取消卡环,用其它方式连接法兰和外壳目前也在偿试。

(四)电缆端接装置

电缆端接装置是同轴电缆与射频同轴连接器机械连接和电气连接的关键部件。电缆端接装置有压接式、夹持式和焊接式等多种。

1·压接式。压接式是靠压接工具将电缆屏蔽层通过压接套固定在外壳上。它的优点是结构简单、装接速度快、一致性好,环境适应性强。它的缺点是不可维修。

设计压接式电缆端接装置要考虑压接套的材料、厚度、长度,同时还要注意衬套的机械强度,压接时衬套变形易引起电压驻波比增大,压接套的硬度不能太大,否则将电

缆屏蔽层压坏,但也不能太小,否则抗拉强度将降低,为了防止衬套端空气隙太大,衬

95

套端要有锥度,注意防止此锥度割伤电缆屏蔽层,压接套要长出衬套3mm 左右。

图9 压接式电缆端接装置

2·夹持式。夹持式端接装置是比较早的方式,它是靠螺纹挤压橡胶垫圈,使其变形来压紧电缆的,橡胶垫圈的老化易使电缆屏蔽层与连接器之间的接触电阻增大而失效;另一种夹持式电缆端接装置是用一开槽的锥形来完成电缆端接,锥形套也是靠螺纹挤压向内收缩夹紧电缆,拧紧螺纹的力矩大小直接影响其可靠性。

图10 夹持式电缆端接装置(一)

图11夹持式电缆端接装置(二)

对于皱纹管电缆,它的端接装置要复杂一些,在电气设计上为了获得最佳的电压驻波比,减小由导体不连续引起的反射

,应使连接器和电缆的导体尽量接近,对于不可避免的导体直径突变可采取前述的方法进行补偿,也可用锥形结构设计来得到最佳的平稳过渡,见图13。

图12 电缆与连接器锥形过渡

图13中大、小头端尺寸应满足式1要求,长度在使用频段高端接近1/4 ,皱纹管外导体

与连接器外导体连接采用剪缺口翻边压接,也可以采用自扩孔压接形式,设计电缆夹持装

96

置要注意不能对电缆产生任何伤害,最后还要注意防水。

图13 皱纹管电缆端接装置(一)

图14 皱纹管电缆端接装置(二)

3·焊接式。焊接式电缆端接装置主要应用于半刚性电缆,这种方式可靠而又简单。装配时为了避免焊接时电缆介质受热膨胀而使电压驻波比增大,电缆切割后必须进行温度循环处理,具体工艺如下:

降温 升温 降温 25℃──-60℃保存1h ──140℃保存1h ──25℃1h 连续三个循环后切除多余的四氟介质。

经过温度循环处理的电缆装配后才能保证有较好的电气性能和稳定的机械尺寸。 综上所述,设计电缆端接装置时要注意以下几点: ● 防止伤害电缆外导体(屏蔽层); ● 防止电缆介质变形; ● 防止电缆旋转;

● 防止电缆与连接器端接处电缆受力损伤;

● 内外导体端接尺寸突变时要进行补偿:加感补偿或锥度过渡; ● 防止中心接触件与电缆外导体之间高压击穿; ● 注意室外用处的连接器的密封。 (五) 其它事项

随着无线电技术的发展,原来没有被重视的问题(象无源互调干扰)现在变得突出,为此,中电科技四十研究所研究员李明德老师著文“无源交调干扰(PIMI )的产生与预防”

常见射频同轴连接器

常见射频同轴连接器大全 射频信号有自己的特点,所以传输信号需要特别的媒介,而相应连接器也很特殊,这里主要介绍常见的射频同轴连接器(RF COAXIAL CONNECTOR),符合标准GB11316-89、IEC169、MIL-C-31012等标准。 一、常见的同轴连接器及主要性能对照表: 除上述连接器以外,还有MINI BNC、SL16、C3、CC4(1.0/2.3)、SMZ(BT-43)、MIM等连接器,但主要是一些公司的型号。 二、常见同轴连接器的选择: BNC是卡口式,多用于低于4GHz的射频连接,广泛用于仪器仪表及计算机互联 TNC是螺纹连接,尺寸等方面类似BNC,工作频率可达11GHz,螺纹式适合振动环境 SMA是螺纹连接,应用最广泛,阻抗有50和75欧姆两种,50欧姆时配软电缆使用频率低于12.4Ghz,配半刚性电缆最高到26.5GHz SMB体积小于SMA,为插入自锁结构,用于快速连接,常用于数字通讯,是L9的换代品,50欧姆可到4GHz,75欧姆到2GHz SMC为螺纹连接,其他类似SMB,有更宽的频率范围,常用于军事或高振动环境 N型连接器为螺纹式,以空气为绝缘材料,造价低,频率可达11GHz,常用于测试仪器上,有50和75欧姆两种 MCX和MMCX连接器体积小,用于密集型连接 BMA用于频率达18GHz的低功率微波系统的盲插连接 每种连接器都有军标和商业标准,军标按MIL-C-39012制造,全铜零件、聚四氟乙烯绝缘、内外镀金,性能最可靠,但造价较高。 商业标准设计则使用廉价材料,如黄铜铸体、聚丙烯绝缘、银镀层等,可靠性就差一些。连接器材料有黄铜、铍铜和不锈钢,中心导体一般镀金,保证低电阻和耐腐蚀。军标要求在

RF射频电路设计

RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变,在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此,PCB的精密度日高,其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础,从计算机、便携式电子设备等,几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展,手持无线射频电路技术运用越来越广,这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是:第一、几乎囊括了便携式的所有子系统;第二、小型化,而小型化意味着元器件的密度很大,这使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)的相互干扰十分突出。因此,要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB,以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加,必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计(即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧)作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则:元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;由实践所知,元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求,若PCB板的空间允许,元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此,元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,这也直接关系到所设计电路的性能。

常见射频同轴连接器大全

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常见射频同轴连接器大全 射频信号有自己的特点,所以传输信号需要特别的媒介,而相应连接器也很特殊,这里主要介绍常见的射频同轴连接器(RF COAXIAL CONNECTOR),符合标准GB11316-89、IEC169、MIL-C-31012等标准。 一、常见的同轴连接器及主要性能对照表: 除上述连接器以外,还有MINI BNC、SL16、C3、CC4(1.0/2.3)、SMZ(BT-43)、MIM等连接器,但主要是一些公司的型号。 二、常见同轴连接器的选择: BNC是卡口式,多用于低于4GHz的射频连接,广泛用于仪器仪表及计算机互联 TNC是螺纹连接,尺寸等方面类似BNC,工作频率可达11GHz,螺纹式适合振动环境 SMA是螺纹连接,应用最广泛,阻抗有50和75欧姆两种,50欧姆时配软电缆使用频率低于12.4Ghz,配半刚性电缆最高到26.5GHz SMB体积小于SMA,为插入自锁结构,用于快速连接,常用于数字通讯,是L9的换代品,50欧姆可到4GHz,75欧姆到2GHz SMC为螺纹连接,其他类似SMB,有更宽的频率范围,常用于军事或高振动环境 N型连接器为螺纹式,以空气为绝缘材料,造价低,频率可达11GHz,常用于测试仪器上,有50和75欧姆两种 MCX和MMCX连接器体积小,用于密集型连接 BMA用于频率达18GHz的低功率微波系统的盲插连接 每种连接器都有军标和商业标准,军标按MIL-C-39012制造,全铜零件、聚四氟乙烯绝缘、内外镀金,性能最可靠,但造价较高。 商业标准设计则使用廉价材料,如黄铜铸体、聚丙烯绝缘、银镀层等,可靠性就差一些。 连接器材料有黄铜、铍铜和不锈钢,中心导体一般镀金,保证低电阻和耐腐蚀。军标要求在SMA和SMB 上镀金,在N、TNC及BNC上镀银,因为银易氧化,用户更喜欢镀镍。 绝缘材料有聚四氟乙烯、聚丙烯及韧化聚苯乙烯,其中聚四氟乙烯绝缘性能最好,但成本较高。 三、常用连接器的性能列表:

射频电路PCB的设计技巧

射频电路PCB的设计技巧 摘要:针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累,总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询,同时查阅相关资料,得到认可,是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧,在后期PCB的硬件调试中得到证实,对减少射频电路中的干扰有很不错的效果,是较优的方案。 关键词:射频电路;PCB;布局;布线 由于射频(RF)电路为分布参数电路,在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应,所以在实际的PCB设计中,会发现电路中的干扰辐射难以控制,如:数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此,如何在PCB的设计过程中,权衡利弊寻求一个合适的折中点,尽可能地减少这些干扰,甚至能够避免部分电路的干涉,是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度,提供了一些处理的技巧,对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局 这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件,通过调整其方向,使RF路径的长度最小,并使输入远离输出,尽可能远地分离高功率电路和低功率电路,敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。 在布局中常采用以下一些技巧。 1.1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局,如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制,很多时候不能布成一字形,这时候可采用L形,最好不要采用U字形布局(如图2所示),有时候实在避免不了的情况下,尽可能拉大输入和输出之间的距离,至少1.5 cm 以上。

射频电路设计公式

射频电路设计对特性阻抗Z的经验公式做公式化处理,参见P61 波阻抗公式: E H =Z= μ/ε=377Ω? 相速公式: v=ω β = 1 εμ 电抗公式: Xc= 1 Xl=ωL 直流电阻公式: R= l σS = l πa2σ 高频电阻公式: R′=a R 高频电感公式: L=R′ω 趋肤厚度公式: δ= 1πfμσ 铜线电感实用公式: L′=R a πfμσ= 2l 2 ? 1 πδμσ= 2l μ0/πσf= 1.54 f uH 高频电容公式: C=εA d 高频电导率: G=σA = ωεA = ωC 电容引线电感经验公式: L′=Rd?a πfμ.σ= 2lμ. = 771 f nH

电容引线串联电阻公式: R′=R?a 2δ = 2l 2πaσ πfμ.σ= l a μ.f πσ =4.8 fμΩ 电容漏电阻: R=1 G = 1 2πfC?tanΔ = 33.9exp6 f MΩ TanΔ的定义: ESR=tanΔωC 空气芯螺旋管的电感公式: L= πr2μ.N2螺旋管的电容: C=ε.?2πrN?2a l N =4πε.? raN2 l 微分算符的意义: ? x= 0? ? ?z ? ?y ? 0? ?? ? ?y ? ?x 电容,电感,电导,电阻的定义: C=εw d L= d G= σw R= d σw 特性阻抗表达式:

Z=L C 若是平行板传输线: Z=μεd w 关于微带线设计的若干公式: w/h < 1时, Z= Z. 2π ε′ 8? w + w 4? 其中, Z.=376.8Ω ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 +0.041? w2 w/h>1时 Z= Z. ε′? 1.39+ w h+ 2 3ln w h+1.444 其中, ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 如何设计微带线w/h<2时: w h = 8e A e2A?2 其中, A=2πZ Z. εr+1 2 + εr?1 εr+1 0.23+ 0.11 εr w/h>2时: W =2 (B?1?ln2B?1+ εr?1 (ln B?1 +0.39? 0.61 )) 其中, B= Z.π2Zεr 反射系数的定义:

2016年《射频电路设计》实验

实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】 在实际的生产过程中,RFID电子标签在设计并测试完成后,都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺,本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台,再配合微调及测试,让学生在亲自动手的过程中,不断地尝试、提炼总结,从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺,有进一步深刻的理解。 二、【实验仪器及材料】 计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物,UHF测试系统,皮尺 三、【实验内容】 第一步(设计):从UHF标签天线产品清单中,挑选出一款天线结构,或者自己设计一款标签天线结构,进行HFSS建模画图 第二步(制作):将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作 第三步(测试):利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能 四、【实验要求的知识】 下图是Alien(意联)公司的两款标签天线,型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来,半波偶极子的总长度为波长的一半,对于工作在UHF频段的半波偶极子,其长度为160mm,为了使天线小型化,采用弯折结构将天线尺寸缩小,可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm,ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm,之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境,因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上,也需要适合印制标签的使用。例如,硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图

射频同轴连接器分类及说明

频段划分_射频同轴连接器分类及说用 一.频段的字母表示: 自第二次世界大战以来,雷达系统工程师就使用简短的字母来描述雷达工作的波段。并且这种使用方法一直沿用到今天,而且对于从事相关行业人来说已经成为一个常识。使用这种字母来表示频段的主要原因是:方便、保密和直观(根据字母就可知系统相关特性)。根据IEEE 521-2002标准,雷达频段字母命名和ITU(国际电信联盟)命名对比如下表所示:

二.同轴连接器发展概况及相关标准 1射频连接器的发展概况: 1.1.1939年出现的UHF连接器是最早的RF连接器; 1.2.二战期间随着雷达、电台和微波通信的发展产生了N,C,BNC,TNC等中型系; 1.3.1958年后,随着整机设备的小型化,出出现了SMA,SMB,SMC等小型化产品; 1.4.1964年制定了美国军用标准MIL-C-39012《射频同轴连接器总规范》; 1.5.七十年代末,毫米波连接器出现; 1.6.九十年代初,HP公司推出频率高达110GHz的1.0mm连接器,并用于其仪器设备中; 1.7.九十年代出现表面贴装射频同轴连接器并大量用于手机产品中; 2我国射频同轴连连接器的发展: 2.1我国从五十年代开始由整机厂研制RF连接器; 2.2六十年代末组建专业工厂,开始了专业化生产; 2.3一九七二年国家组织集中设计,使国产的RF连接器是自成系统,只能在国内使用, 产品标准水平低,且不能与国际通用产品对接互换; 2.4八十年代起开始采用国际标准,根据IEC169和MIL-C-39012,颁布了GB11313和 GJB681,使射频同轴连接器的生产和使用逐步与国际接轨; 2.5经过几十年的努力,目前通用RF连接器的整体水平与国外差距不大,但精密连接器 的设计和生产与国外仍有较大差距; 3射频连接器的标准体系; 3.1美军标及其他它先进标准: 美国是世界上最大的通用型RF连接器制造和消费国,其水平也是一流的,因此美国军用标准MIL-C-39012被认为是RF连接器的最高标准; 3.2IEC标准: IEC是指导性标准,不是强制性标准,因此很少被直接应用; 4其它先进标准: 德国的DIN、英国BS,日本JIS; 这些国家的标准大都是参照或等同美军标制订的有些国家甚至直接应用美军标,而不再另行制订标准;值得一提的是,德国在某些专用新型连接器方面也有一些优势,例如:DIN47223的7/16(L29)系列、DIN47297的SAA系列及DIN41626的DSA系列等。这些系列产品在通信领域应用较广泛,德国的标准和产品已得到全世界的认可,但美国尚未相应标准出现。

射频电路设计技巧

实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。 射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等,本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。 微过孔的种类 电路板上不同性质的电路必须分隔,但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接,这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm,这些过孔一般分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型制程完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。 采用分区技巧 在设计RF电路板时,应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放

射频工程师必读书籍

ADS,MWO,Ansoft还是CST、HFSS 频微波类书 希望对大家有点帮助: 1.《射频电路设计--理论与应用》『美』Reinhold Ludwig 著电子工业出版社 个人书评:射频经典著作,建议做RF的人手一本,里面内容比较全面,这本书要反复的看,每读一次都会更深一层理解. 随便提一下,关于看射频书籍看不懂的地方怎么办?我提议先看枝干或结论有个大概印象,实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下),跳过不是不管它了,而是尽量先看完自己能看懂的,看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方,人的思维是不断升华的,知识的也是一个系统体系,有关联的,当你把每一块砖弄明白了,就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。 2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社 个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容),但还是有可取之处,加上作者的理解,比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂,毕竟是中国人口韵。值得一看,书上有很多归纳性的经验. 3.《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社 个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言,及其通俗,配上图示,极其深奥的理论看起来明明朗朗,比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了,本书作者的实践之作,里面都是一些作者的设计作品和设计方法,推荐一看. 4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社 个人书评:语言及其通俗易懂,完全没有深奥的理论在里面,入门者看看不错,但是设计方法感觉有点落后,完全手工计算.也感觉内容的太细致,此书一般. 5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社 个人书评:这边书还不错,除了学到振荡电路设计,还学到了很多模拟电路的基础应用,唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级,几M,几十,几百M的振荡器),做有源电路的可以看一下,整体感觉还行. 6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社 个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书,图形图片很多,让人很直观明白,比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。好书,值得收藏! 7. 《信号完整性分析》『美』Eric Bogatin 著电子工业出版社 个人书评:前几章用物理的方法看电子,感觉不好理解,写的感觉很拗口,翻译好像也有些不到位,但后面几章写的确实好,尤其是关于传输线的,对你理解信号的传输的实际过程,能建立一个很好的模型,推荐大家看一下,此书还是不错的.(看多了RF的,换换胃口)8. 《高速数字设计》『美』Howard Johnson著电子工业出版社 个人书评:刚刚卓越买回来,还没有动“她”呢,随便翻了下目录,做高速电路和PCB Layout 的工程师一看要看下,这本书也是经典书喔! 9.《蓝牙技术原理开发与应用》『中』钱志鸿著北京航空航天大学出版社 个人书评:当时自己做蓝牙产品买的书,前2年仅有的几本,上面讲了一下蓝牙的基本理论(恰当的说翻译了蓝牙标准),软件,程序的东西占大部分内容. 10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社 个人书评:实战性和很强的一本书,本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC 测试,认证.产品认证是产品成功的临门一脚,把这脚球踢好,老板会很赏识你的,如果你也负责产品的EMC,这本书必读。作者写有很多实例,很有代表性,对你解决EMC问题,会有引导性(指导性)的的意义。

射频同轴连接器特性阻抗的计算

射频同轴连接器特性阻抗的计算 文章介绍了射频同轴连接器特性阻抗的计算方法之一,快速简便的获得阻抗值,方便采购与检验等环节。 标签:同轴连接器;射频转接器;特性阻抗;阻抗匹配 1 前言 微波技术在新世纪得到更广泛的发展,作为微波技术的重要器件射频同轴连接器显得至关重要,选择匹配的连接器可以提高系统的性能。而作为选择连接器的重要因素,阻抗匹配显得很重要,了解和掌握阻抗的计算方法可以一定程度的保证器件选择、产品进货检验等。 2 射频同轴连接器简介 用于射频同轴馈线系统的连接器通称为射频同轴连接器。 射频同轴连接器按连接方式分类为:螺纹式连接器,卡口式连接器,推入式连接器,推入锁紧式连接器。 常用的射频同轴连接器有SMA型、SMB型、SSMB型、N型、BNC型、TNC型等。 射频同轴连接器电气性能方面包括特性阻抗、耐压、最高工作频率等因素,特性阻抗是连接器与传输系统及电缆的阻抗匹配,是选择射频同轴连接器的主要指标,阻抗不匹配会导致系统性能的很大下降。通过计算的阻抗来选择匹配的连接器,方便采购、检验及设计。利用射频同轴连接器的结构尺寸计算其阻抗值的方法,快速简便。 3 射频同轴连接器特性阻抗的计算 射频同轴连接器的特性阻抗主要依据其外导体的内直径和内导体的外直径以及和填充的介质共同决定的。如图1所示 3.3 实例2 BNC 型连接器的特性阻抗: BNC 型连接器使用于低功率,按特性阻抗分为50Ω和75Ω两种。不同于其它类型连接器的特点是50Ω与75Ω的内导体与外导体的尺寸一样,构成特性阻抗不同的区别在是否填充介质,也就是说有一种阻抗的连接器的填充是空气。75Ω特性阻抗的连接器没有填充介质,即空气介质(εr=1)。50Ω特性阻抗的在

射频同轴连接器结构及选择

射频同轴连接器结构及选择 射频同轴连接器的选择既要考虑性能要求又要考虑经济因素,性能必须满足系统电气设备的要求经济上须符合价值工程要求。在选择连接器原则上应考虑以下四方面连接器接口(SMA、SMB、BNC等) 电气性能、电缆及电缆装接端接形式(PC板、电缆、面板等) 机械构造及镀层(军用、商用) 1、连接器接口连接器接口通常由它的应用所决定,但同时要满足电气和机械性能要求。BMA型连接器用于频率达18GHz的低功率微波系统的盲插连接。 BNC型连接器采用卡口式连接多用于频率低于4GHz的射频连接,广泛用于网络系统、仪器仪表及电脑互连领域。 TNC除了螺口外其界面与BNC相仿在11GHz仍能使用在振动条件下性能优良。 SMA螺口连接器广泛应用于航空、雷达、微波通讯、数字通信等军用民用领域。其阻抗有50配用软电缆时使用频率低于12.4GHz 配用半刚性电缆时最高使用频率达26.5GHz,75在数字通信上应用前景广阔。 SMB体积小于SMA,为插入自锁结构,便于快速连接,最典型的应用是数字通信是L9的换代产品商业50N满足4GHz,75用于2GHz。 SMC与SMB相仿因有螺口保证了更强的机械性能及更宽的频率范围主要用于军事或高振动环境。 N型螺口连接器用空气作绝缘材料造价低,阻抗为50及75,频率可达11GHz通常用于区域网络,媒体传播和测试仪器上。 RFCN提供的MCX、MMCX系列连接器体积小,接触可靠,是满足密集型、小型化的首选产品,有其广泛的应用前景。 2、电气性能、电缆及电缆装接A.阻抗: 连接器应与系统及电缆的阻抗相匹配,应注意到不是所有连接器接口都符合50或75的阻抗,阻抗不匹配会导致系统性能下降。 B.电压:

射频同轴连接器技术简介

射频同轴连接器技术简介 一、射频连接器发展概况·1939年出现的UHF连接器是最早的RF连接器;·二战期 间,随着雷达、电台和微波通信的发展,产生了N、C、BNC、TNC等中型系列;·1958年后,随着整机设备的小型化,出现了SMA、SMB、SMC等小型化产品;·1964年制定了美国军用标准MIL-C-39012《射频同轴连接器总规范》·七十年代末,毫米波连接器出现;·九十年代初,HP公司推出频率高达110GHz的1.0mm连接器,并用于其仪器设备中;·九十年代出现表现贴装射频同轴连接器,并大量用于手机产品中。我国射频同轴连接器的发展·我国从五十年代开始由整机厂研制RF连接器;·六十年代组建专业工厂,开始了专业化生产;·一九七二年国家组织集中设计,使国产的RF连接器自成体系,只能在国内使用,产品标准水平低,且不能与国际通用产品对接互换;·八十年代起开始采用国际标准,根据IEC169和MIL-C-39012,颁布了GB11313和GJB681,使射频同轴连接器的生产和使用逐步与国际接轨;·经过十几年的努力,目前通用R连接器的整 体水平与国外差距不大,但精密连接器的设计与生产跟国外仍有较大差距。二、射频连接器的标准体系美军标美国是世界上最大的通用型RF连接器制造和消费国, 其技术水平也是一流的因此美国军用标准MLC39012被认为是RF连接器的最高标准。其它先进国家的标准有德国DIN、英国BS、日本JIS和IEC标准等。这些国家或国际标准大都是参照或等同美军标制订的,有些国家或公司甚至直接应用美军标。IEC标准IEC标准是指导性标准,不是强制性标准,因此很少被直接引用;值得一提的是德国在某些专用新型连接器方面也有一些优势,例如:DIN47223、7/16(L29)系列、DIN47297、SAA系列、DIN41626、DSA系列,这些系列产品在通信领域应用较广泛,德国的标准和产品已得到全世界认可,但美国尚无这些标准出现。我国现行标准我国现行通用RF同轴连接器标准分两部分,一部分是军用标准(GJB681、GB680、GJB976及其详细规范)。另一部分是民用产品标准,按IEC169-1制定的GB11313。·不论是国军标还是国标,基本上都是照搬国外先进标准制订的,主要指标不折不扣搬过来,因此,可 以说我们现行标准与国际接轨,且指标和技术水平与国际先进水平同步。三、射频连接器基本概念及技术特点1、RF连接器的定义通常装接在电缆上或安装在仪 器上的一种元件,作为实现传输线电气连接或分离的元件。它属于机电一体化产品。简单地讲它主要起桥梁作用。 2、连接器的分类连接器种类繁多,根据技术特性的不同,按频率划分为音频(Audio)、视频(Vidio)、射频(Radio)、光纤( fribre optic)四大类。频率范围如下:Audio---20KHz 以下Vidio----30MHz~500MHz以下Radio----500MHz ~300GHzFibre-----167THz ~375THz 其中应用在Radio波段的连接器称作RF连接器。工程中常用的波段划分如下(单位 GHz):3、RF连接器的分类1)按端接方式分为连接器MIL-C-39012(GJB681)转接器MIL-A-55339(GJB680)微带与带状线ML-C-83517(GJB976) 2)按连接方式分为:卡口式(内卡口、外卡口)螺纹式(右旋螺纹、左旋螺纹)推入式(直插式、带止动式、自锁式)3)按功能分为:通用型(2级)精密型(0级、1级)专用型(耐辐照、耐高压、防水等)多功能型(含有滤波、调相位、混频、衰减、检波、限幅等)

射频同轴连接器基本知识

射频同轴连接器基本知识 1、单位换算和一些常数: 1.1 1GHz=103MHz =106KHz =109Hz 1.2 1Kg = 9.8N 1.3 1in = 25.4mm 1.4 1bf.in = 0.112985N.m 1.5 1标准大气压= 101325 Pa 1.6 电磁波真空中的速度Co=3×108m/s 1.7 空气介质的相对介电常数εr空=1 1.8 聚四氟乙烯的相对介电常数:国内用εr= 2.05IEC常用εr=2.01 1.9 空气介质的导磁率μ空= 1 1.10 常用铅黄铜(Hpb59-1)的密度= 8.4g/cm3 2、请写出下面名词的定义: 2.1电接触——各个导电件处于紧密地机械接触状态,对两个方向的电流能提供低电阻通路; 2.2接触件——元件内的导电体,它与对应的导电件相插合提供电通路(提供电接触): 2.3弹性接触件——能对插合的零件产生压力具有弹性的接触件; 2.4连接器——通常装接在电缆或设备上,供传输线系统电连接可分离元件(转接器除外) 2.5转接器——连接两根带有不能直接插合连接器传输线的两端口装置;

2.6无极性连接器——能与本身等同的连接器相插合的连接器; 2.7类型——表征连接器对的与结构和尺寸有关的具体插合面和锁紧机构的术语; 2.8品种——表示同一类型的具体型式、形状以及组合。例如:自由端连接器和固定连接器,直式连接器和直角连接器,同类型内直角和直角转换器; 2.9规格——表示品种在特定细节方面的变化,如电缆入口处尺寸的变化; 2.10等级——连接器在机械和电气精密度方面特别是在规定的反射系数方面的水平。 3、产品基本知识和性能: 3.1请分别写出7/16型、N型和SMA型连接器的连接螺纹,并解释螺纹标识中每个字母及数学所表示的含义(对于公制螺纹请说明是粗牙普通螺纹还是细牙普通螺纹) 7/16型——M29×1.5表示标称直径为29mm(1.141in),螺距为1.5mm(0.059in)的公制螺纹,该螺纹为细牙普通螺纹。 N型——5/8-24UNEF-2,表示该螺纹标称直径为5/8英寸,每英寸牙数为24,UNEF表示为超细压螺纹系列。2为精度等级,A为外螺纹,B为内螺纹。 SMA型——1/4-36UNS-2,表示该螺纹标称直径为1/4英寸,每英寸牙数为36,UNS表示为特种螺纹系列。2为精度等级,A为外螺纹,B为内螺纹。 3.2请分别写出7/16型、N型、SMA型三种产品的工作频率范围、并写出他们所有用到的特性阻抗和工作温度范围:

射频同轴连接器设计

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50Ω和75Ω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。 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VSWR≤1.05。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50Ω。 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。 184

射频同轴连接器失效机理

正文 本文主要对射频同轴连接器、电缆组件的失效模式和机理进行了分析,并对如何提高射频同轴连接器、电缆组件的可靠性进行了较详细的讨论。 一.引言 随着科学技术的迅猛发展,电子设备的应用范围也日益广泛,几乎渗透到国民经济的各个部门,其中包括军事、公安、通讯、医疗等各个领域,所以电子设备的可靠性越来越引起人们的关心和重视。而接插件、继电器等电接触元件是电子设备中使用最多的元件之一。据不完全统计,一台电子计算机、雷达或一架飞机,其接点数都数以万计,而电子设备的可靠性与所用元件的数量、质量有着极为密切的关系。特别是在串联结构的电子设备中,任何一个元件、器件或节点的失效都有可能导致局部或各个系统的失效。本文侧重对射频同轴连接器、电缆组件的失效模式和机理进行了分析,并对如何提高其可靠性进行了较详细的讨论。 二.射频同轴连接器、电缆组件的失效模式及机理 目前国内、外使用的射频同轴连接器的品种虽很多,但从连接类型来分主要有以下三种: (1)螺纹连接型:如:APC-7、N、TNC、SMA、SMC、L27、L16、L12、L8、L6等射频同轴连接器。这种连接形式的连接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特点,所以应用也最为广泛。 (2)卡口连接型:如:BNC、C、Q9、Q6等射频同轴连接器。这种连接器具有连接方便、快捷等特点,也是国际上应用最早的射频连接器连接形式。 (3)推入连接型:如:SMB、SSMB、MCX等,这种连接形式的连接器具有结构简单、紧凑、体积小、易于小型化等特点。 虽然连接器品种很多,但是从可靠性的角度来分析,许多问题是相同的。本文侧重对目前应用最广泛、品种最多螺纹连接型的射频同轴连接器的失效模式和机理进行分析。根据我们十余年的实践,常见的主要失效模式有以下几种。 2.1连接失效 (1)连接螺母脱落 在日常生活中,部分用户反映有时出现连接螺母脱落现象,致使影响正常工作,特别是小型连接器,如SM A、SMC、L6出现会更多些,经我们分析大致有下列原因造成: a.设计人员选材不当,为降低成本,误用非弹性的黄铜座卡环材料,使螺母易脱落。 b.加工时,螺母安装卡环的沟槽槽深不够,所以连接时稍加力矩螺母即脱落。

经典Wifi射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.doczj.com/doc/bc1050431.html,。研发设计千人群(电子+结构) 在这里,实现资源共享,人脉扩张! 群号229369157 229369157 由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

常见射频同轴连接器

常见射频同轴连接器 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

常见射频同轴连接器大全 射频信号有自己的特点,所以传输信号需要特别的媒介,而相应连接器也很特殊,这里主要介绍常见的射频同轴连接器(RF COAXIAL CONNECTOR),符合标准GB11316- 89、IEC169、MIL-C-31012等标准。 一、常见的同轴连接器及主要性能对照表: 除上述连接器以外,还有MINI BNC、SL16、C3、CC4、SMZ(BT-43)、MIM等连接器,但主要是一些公司的型号。 二、常见同轴连接器的选择: BNC是卡口式,多用于低于4GHz的射频连接,广泛用于仪器仪表及计算机互联 TNC是螺纹连接,尺寸等方面类似BNC,工作频率可达11GHz,螺纹式适合振动环境SMA是螺纹连接,应用最广泛,阻抗有50和75欧姆两种,50欧姆时配软电缆使用频率低于,配半刚性电缆最高到 SMB体积小于SMA,为插入自锁结构,用于快速连接,常用于数字通讯,是L9的换代品,50欧姆可到4GHz,75欧姆到2GHz SMC为螺纹连接,其他类似SMB,有更宽的频率范围,常用于军事或高振动环境 N型连接器为螺纹式,以空气为绝缘材料,造价低,频率可达11GHz,常用于测试仪器上,有50和75欧姆两种 MCX和MMCX连接器体积小,用于密集型连接 BMA用于频率达18GHz的低功率微波系统的盲插连接 每种连接器都有军标和商业标准,军标按MIL-C-39012制造,全铜零件、聚四氟乙烯绝缘、内外镀金,性能最可靠,但造价较高。

最新射频电路设计原理与应用

射频电路设计原理与 应用

【连载】射频电路设计——原理与应用 相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计 随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统(RFID)的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内;全球定位系统(GPS)载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。 下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会,讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识,以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。 作者介绍 ChrisHao,北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生;研究方向为通信系统中的射频电路设计;负责或参与的项目包括:主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计,兼容型GNSS接收机射频前端设计,等。 第1章射频电路概述 本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点,接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。 第1节频谱及其应用 第2节射频电路概述 第2章射频电路理论基础 本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性,它们在高频电路中大量使用,主要用于:(1)阻抗匹配或转换(2)抵消寄生元件的影响(扩展带宽)(3)提高频率选择性(谐振、滤波、调谐)(4)移相网络、负载等 第1节品质因数 第2节无源器件特性 第3章传输线 工作频率的提高意味着波长的减小,当频率提高到UHF时,相应的波长范围为10-100cm,当频率继续提高时,波长将与电路元件的尺寸相当,电压和电流不再保持空间不变,必须用波的特性来分析它们。 第1节传输线的基本参数 第2节终端带负载的传输线分析 (1) 第3节终端带负载的传输线分析 (2) 第4章史密斯圆图 为了简化反射系数的计算,P.H.Smith开发了以保角映射原理为基础的图解方法。这种近似方法的优点是有可能在同一个图中简单直观的显示传输线阻抗以及反射系数。本小节将对史密斯圆图进行系统的介绍。第1节史密斯圆图

射频电路和射频集成电路线路设计

射频电路和射频集成电路线路设计(9天) 培训时间为9天 课程特色 1)本讲座总结了讲演者20多年的工作,报告包括 o设计技术和技巧的经验, o获得的美国专利, o实际工程设计的例子, o讲演者的理论演译。 o 【主办单位】中国电子标准协会 【协办单位】智通培训资讯网 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 o 2)本讲座分为三个部分: A. 第一部分讨论和強调在射频电路设计中的设计技术和技巧, 着重论述设计中关鍵性 的技术和技巧,譬如,阻抗匹配,射频接地, 单端线路和差分线路之間的主要差別,射频集成电路设计中的难题……可以把它归类为橫向论述. 到目前为止,这种着重于设计技巧的論述是前所未有的,也是很独特的。讲演者认为,作为一位合格的射频电路设计的设计者,不论是工程师,还是教授,应当掌握这一部分所论述的基本的设计技术和技巧,包括: ?阻抗匹配; ?接地; ?射频集成电路设计; ?测试 ?画制版图; ? 6 Sigma 设计。 B. 第二部分: 描述射频系统的基本参数和系统设计的基本原理。

C. 第三部分: 提供个别射频线路设计的基本知识。这一部份和现有的有关射频电路和 射频集成电路设计的书中的论述相似, 其內容是讨论一个个射频方块,譬如,低噪声放大器,混频器,功率放大器,壓控振蕩器,頻率综合器……可以把它归类为纵向论述,其中的大多数内容来自本讲座的讲演者的设计 ?在十几年前就已经找到了最佳的低噪声放大器的设计方法但不曾经发表过。在低噪声放大器的设计中可以同时达到最大的增益和最小的噪 声; ?获得了可调谐濾波器的美国专利; ?本讲座的讲演者所建立的用单端线路的设计方法来进行差分对线路的设计大大简化了设计并缩短了线路仿真的时间; ?获得了双线巴伦的美国专利。 学习目标在本讲座结束之后,学员可以了解到 o比照数码电路,射頻电路设计的主要差別是什麼? o什么是射频设计中的基本概念? o在射频电路设计中如何做好窄带的阻抗匹配? o在射频电路设计中如何做好宽带的阻抗匹配? o在射频线路板上如何做好射频接地的工作? o为什么在射频和射频集成电路设计中有从单端至双差分的趋势? o为什么在射频电路设计中容许误差分析如此重要? o什么是射频和射频集成电路设计中的主要难题?射频和射频集成电路设计师如何克服这些障碍?

射频同轴连接器设计和计算

毫米波同轴连接器的结构与特性 刘洪扬 【摘要】随着毫米波技术的发展与应用,电子设备不断向小型化发展,迫切需要研制毫米波同轴连接器已势在必行。本文对国外自70年代中期发展的3.5mm连接器直到90年代初发展到1.0mm连接器的产品结构、设计要点和产品性能作了比较详细的论述,并指出了在我国发展毫米波同轴连接器今后研究工作的重点。 【关键词】毫米波连接器结构性能 一、前言 同轴线和同轴连接器是应用较早的一种元件。早期认为它的应用范围适合分米直到10厘米波段(即300MHz~3GHz),当波长再短时会出现传输功率容量小,衰减大,制造困难等一系列的缺点。因此,早期在厘米波段中同轴线几乎完全被波导所代替。由于技术上的困难,同轴系统被认为是不能应用到毫米波系统上。这主要还是同轴电缆插入损耗大,当工作频率升高以后有高次杂模出现,使其无法传播电磁信号。另一方面在一对同轴连接器接头处也会产生较强的电磁波辐射,会造成很大的电磁干扰。正因为这些原因,就使得同轴线及其连接器无法广泛应用到毫米波频段。很长一个时期内毫米波主要靠波导来传输。但是波导频带较窄,甚至在某些情况下,在所给定的频带内,在其边缘还会出现重叠的现象。由于同轴系统能够传输从直流到超高频频谱的电磁波信号,并且同轴器件具有体积小、重量轻、使用同轴器件组装的系统具有不受物理位置限制等一系列优点,因此又一直吸引着各国的同轴器件专家们去克服同轴系统存在的这些固有的困难。 自第二次世界大战结束到90年代初,同轴连接器的性能没有重要的改进。SMA是当时使用频率最高的一种小型同轴连接器,工作频率到22GHz、60~70年代重点是发展精密同轴连接器,如14、7、3.5(mm)精密连接器。精密同轴连接器的研制成功是同轴连接器技术发展史上的一项重大成就。它使同轴线电压驻波比的测量精度由百分之几提高到千分之几。这对毫米波连接器技术的发展起了很大的影响。 随着各种新型微波器件的出现,很多电子系统的传输功率不再像电子管时代那样高,再加上精密测量技术的发展和精密机械加工技术的进步,近十几年来,毫米波同轴连接器技术有了突飞猛进的发展。 毫米波连接器通常是指工作频率在30GHz以上(波长10mm以下)的同轴连接器。在70年代中期由美国Hewlett-Packard公司和Amphenol公司推出的3.5mm同轴连接器是最早的一种毫米波同轴连接器,它的工作频率达33GHz。以后很多公司都又相继开发出很多新型毫米波同轴连接器,详见表1。进入90年代,Hewlett-Packard公司宣布他们研制成1.0mm 同轴连接器,最高工作频率达110GHz。它是当前毫米波连接器中最小的一种,内导体直径大致为0.43mm(50Ω时),要保证较高的尺寸精度,这么小的尺寸在机械加工中已有很大的困难。 295

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