射频同轴电缆失效原因分析及质量保证措施研究
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由于 SMA型组件插损异常进行的失效分析及改进摘要:本文论述了由于SMA型电缆组件插入损耗异常进行的失效分析,重点介绍了过程排查及机理分析,给出改进措施,通过验证达到指标要求,同时将改进措施进行推广,总结经验为进一步提高产品的可靠性提供了有力的保障。
关键词:射频同轴电缆组件;插入损耗;失效分析;改进措施一、引言根据市场反馈,某SMA型电缆组件在某航天设备整机系统使用过程中出现插入损耗异常的现象。
本文主要介绍该型电缆组件过程排查及机理分析分析、改进措施,从而达到提高此类产品可靠性的目的,总结经验进行推广应用。
二、排查过程及机理分析为了明确失效的原因,我们主要对失效件进行了排查,经分析主要从外观检查、X光检查、性能测试、烘箱试验、使用环境五个方面进行排查分析,具体如下:1.外观检查1).外观检查符合要求,未见异常。
2).失效件两端连接器界面完好,连接可靠,其中失效件左端连接器有浅黄色不明多余物,存在异常现象。
界面端多余物产生的时机可能是装配前、装配后两种,用户使用前测试未见异常,装配后产生多余物可能性比较大。
3).检查失效件电缆外观结构未见异常。
2.X光排查1).电缆的X光排查:用X光对整根电缆进行排查,电缆内外导体均匀连续,未见异常。
2).连接器的X光排查:用X光对电缆组件两端连接器进行拍摄,经观察电缆组件内导体均匀连续、未见异常;电缆组件外导体连接可靠,未见异常。
3.性能测试1).电连续性:测试失效件的电连续性:内、外导体分别连续,未见异常。
2).电压驻波比:协议要求在工作频段范围内电压驻波比≤1.3,实测失效件的电压驻波比为5.6,失效件电压驻波比异常。
电压驻波比是电磁波在传输时因反射而形成的,其产生的主要原因是阻抗的不均匀造成。
连接器内部结构,电缆内外导体均匀性,电缆绝缘层的均匀性均可能导致阻抗变化,从而使信号发生畸变。
根据X光检查,失效件连接器内部结构完好可排除,电缆内外导体均匀连续可排除,电缆绝缘层通过X光不明显,因此暂时无法排除。
同轴射频电缆损耗同轴射频电缆是一种常用的传输信号的电缆,广泛应用于通信、广播、电视等领域。
然而,在信号传输过程中,同轴射频电缆会发生一定的损耗,影响信号的质量和传输距离。
本文将从损耗的原因、影响因素以及如何降低损耗等方面进行探讨。
同轴射频电缆的损耗主要由以下几个方面造成。
首先,电缆本身的材料和结构特点会导致信号的传输损耗。
同轴射频电缆通常由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成,其中内导体和外导体之间的电流会产生电阻损耗。
其次,电缆的长度和频率也会对损耗产生影响。
随着电缆长度的增加,传输信号的衰减也会增加;同时,高频信号相对低频信号会有更大的损耗。
此外,电缆连接器的质量和安装方式也会对损耗产生影响。
除了以上因素,环境因素也是导致同轴射频电缆损耗的重要原因之一。
例如,电缆所处的温度、湿度以及周围的电磁干扰都会对信号传输造成干扰和损耗。
特别是在户外布设电缆时,还需要考虑到日晒、风雨等自然因素的影响。
为了降低同轴射频电缆的损耗,可以采取以下一些措施。
首先,选择质量好、性能稳定的同轴射频电缆是关键。
电缆的导体材料、绝缘材料、外护套材料等都应选用优质材料,并且要具备良好的电气性能和耐用性。
其次,合理选择电缆的断面和长度,以及适当降低传输频率,可以有效减少损耗。
此外,还可以采用屏蔽技术来抵御外界电磁干扰,提高信号的传输质量。
最后,在电缆的安装和连接过程中,应注意保持连接器的良好接触和固定,避免信号衰减和干扰。
同轴射频电缆的损耗是不可避免的,但可以通过选择合适的电缆、控制环境因素以及合理的安装和连接来降低损耗。
在实际应用中,我们应根据具体需求选择合适的电缆,并注意电缆的质量和安装细节,以保证信号的传输质量和稳定性。
同时,不断研究和改进电缆技术,提高电缆的传输性能和抗干扰能力,也是降低损耗的重要途径。
同轴电缆的故障诊断与维修方法研究引言:同轴电缆,作为一种常用的传输信号的介质,广泛应用于电视、无线电通信、网络传输等领域。
然而,由于使用环境、人为操作不当等原因,同轴电缆也存在一定的故障风险。
因此,针对同轴电缆的故障诊断与维修方法进行研究具有重要意义。
本文将就同轴电缆的故障诊断和维修方法进行深入探讨,为相关从业人员提供指导和参考。
一、同轴电缆故障的种类和特点同轴电缆故障通常可分为接地故障、短路故障和断路故障。
接地故障是指同轴电缆的外层或内部金属导体与地或其他导体接触,导致信号泄露或短路;短路故障是指同轴电缆内部的中心导体与外层屏蔽层导体之间发生不应有的连接;断路故障则是指同轴电缆发生导体断裂,导致信号传输中断。
这些故障的发生会导致信号质量下降、甚至设备无法正常工作。
二、同轴电缆故障诊断方法研究1. 外观检查法外观检查法是最常用的故障诊断方法之一。
通过观察同轴电缆的外观,检查是否存在明显的物理损坏,例如外层绝缘层是否受潮、脱落、外层金属屏蔽层是否破损等。
这些物理损坏往往与故障有密切关系,通过外观检查可以初步判断故障的类型和位置。
2. 绝缘电阻测量法绝缘电阻测量法是一种常用的故障诊断方法,可以用来检测同轴电缆绝缘层的质量。
通过测量同轴电缆两个导线之间的电阻,可以判断绝缘层是否破损、受潮等。
当绝缘电阻低于一定阈值时,就可以初步判断为绝缘层故障。
3. 反射法反射法是一种比较高级的故障诊断方法,可以检测同轴电缆中的接地故障和短路故障。
通过发送脉冲信号,测量信号的回波时间和强度,可以定位故障的位置。
反射法的优势在于可以检测较小的故障,但需要专业的测试设备和技术支持。
三、同轴电缆故障的维修方法探索1. 绝缘层修复当同轴电缆的绝缘层破损或受潮时,可以通过维修方法修复。
首先需要清洁并干燥绝缘层周围的区域,然后使用绝缘胶布或绝缘漆进行修复。
修复后需要进行绝缘电阻测量,确保修复效果。
2. 导线修复当同轴电缆的中心导线或外层屏蔽层导体发生断裂时,需要进行导线修复。
50欧高频同轴电缆的常见问题和解决方法50欧高频同轴电缆是一种常用于高频传输的电缆,广泛应用于通信、广播、电视、雷达等领域。
在实际应用中,我们可能会遇到一些常见问题,本文将介绍这些问题,并提供相应的解决方法。
问题一:信号衰减在长距离传输或高频传输中,信号衰减是一个普遍存在的问题。
可能会出现信号强度降低、信噪比下降等情况。
解决方法:1.选择合适的电缆:在长距离传输中,使用低损耗、高质量的50欧高频同轴电缆可以减小信号衰减。
2.使用信号放大器:在信号传输过程中,适当增加信号放大器可以补偿信号衰减。
3.保持电缆连接良好:电缆连接不良也会导致信号衰减。
确保电缆连接牢固、接触良好,可以减小信号衰减。
问题二:干扰在高频传输中,干扰是另一个常见问题。
可能会受到来自其他电缆、周围电磁场、射频设备等干扰源的影响,导致信号质量下降。
解决方法:1.正确布置电缆线路:避免50欧高频同轴电缆与其他电缆过于接近,减小干扰的可能性。
2.使用屏蔽电缆:屏蔽电缆可以有效减少外界干扰对信号的影响。
3.增加过滤器:在必要时,可以增加滤波器来消除特定频率的干扰。
问题三:频率衰减在高频传输中,频率衰减是另一个常见问题。
可能会导致信号频率范围收窄,影响信号传输的准确性和稳定性。
解决方法:1.选择高质量电缆:使用质量好的50欧高频同轴电缆可以减少频率衰减。
2.增加信号放大器和补偿器:对于长距离传输,可以增加信号放大器和补偿器来保持信号的频率稳定。
问题四:损耗和反射损耗在信号传输中,损耗和反射损耗是不可避免的。
损耗和反射损耗会导致信号减弱、形变、波动等问题,影响信号的传输质量。
解决方法:1.选择低损耗的电缆:选用低损耗的50欧高频同轴电缆可以减少损耗和反射损耗。
2.使用合适的连接器:选择质量好的连接器,确保连接紧固、接触良好,减少反射损耗。
3.使用衰减器:使用衰减器来控制信号的强度,避免过强的信号造成反射损耗。
问题五:电缆连接问题在使用50欧高频同轴电缆时,可能会遇到电缆连接问题,如连接松动、接触不良等情况。
射频同轴电缆失效原因分析及质量保证措施的探讨摘要:射频同轴电缆主要是雷达产品中的组成部分,本文主要分析了射频同轴电缆常见的失效的形式以及原因,比如开路、接触不良、短路等,并提出了具体质量保证措施,通过电缆剥线、内外导线调整等具体措施,希望可以为射频同轴电缆良好使用提高参考。
关键词:射频同轴电缆;失效;原因;质量保证措施射频同轴电缆组件多见于雷达产品中,此部件在损耗、辐射方面都非常优秀,同时能够与电磁进行兼容,即使在较高频率范围内也可以正常工作。
射频同轴电缆组件布线非常方便,具有较高的实用性,同时非常方便后期维修。
在产品实现的全过程,电缆组件性容易受到多方面因素影响,只要其中任何一个环节出现问题,都会影响其性能,进而对雷达整机的性能带去不良影响。
对此,需要全面分析射频电缆组件装配使用要点,有效保证整机性能。
一、射频同轴电缆常见失效形式(一)开路情况通常情况下,在连接射频电缆芯线与连接器的内导体过程中,主要采用的是是焊接结构,因此,一旦焊点断开,电缆信号将会出现断断续续的情况,甚至彻底丢失等情况。
分析其原因,不难发现,如果芯线剥线不当,会导致在焊接前就出现受损,这是造成芯线与内导体焊接不良的原因之一,此外,如果芯线或内导体发生氧化,则会造成焊锡润湿性出现问题,也会造成焊接不良的情况,同时填锡量不足,也会直接影响连接可靠性[1]。
(二)短路情况射频同轴电缆常见的失效情况,还有可能是短路,当射频连接器的内外导体绝缘度不足、短接等情况,都会严重影响信号接地效果。
通常情况下,射频连接器内外导体之间会有聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)[2],将此作为绝缘介质发挥保护作用。
例如,SMA射频电缆,如果是合格的SMA频电缆,运用500V兆欧表对该射频电缆进行测试,其内外导体间的绝缘电阻会大于500 MΩ。
通过分析,造成短路的原因主要有两个,其一,编织型外导体没有妥善处理,使其产生了毛刺,造成内外导体之间发生短路的情况;其二,内导体焊接效果不好、填锡量过多,导致焊接处出现了“瘤”,进而降低了绝缘性能。
射频信号在同轴电缆上的损耗全文共四篇示例,供您参考第一篇示例:射频(Radio Frequency,RF)信号在通信系统中起着至关重要的作用,它被用于传输无线电信号、数据和其他信号。
在传输过程中,射频信号经常需要通过电缆传输,其中同轴电缆是应用非常广泛的一种传输介质。
在实际应用中,我们常常关注射频信号在同轴电缆中的损耗问题。
本文将深入探讨射频信号在同轴电缆上的损耗原因、影响因素以及相关衡量和优化方法。
同轴电缆作为一种传输介质,具有内、外两层导体之间靠绝缘介质隔离的结构。
在传输射频信号的过程中,同轴电缆损耗可以主要分为两部分:传导损耗和介质损耗。
传导损耗是电磁波在导体中传输时由于电阻而产生的能量损耗,而介质损耗则是由于绝缘材料本身的介质损耗角正切值引起的,这两者共同导致了射频信号在同轴电缆中的损耗。
以下将从几个方面对射频信号在同轴电缆上的损耗进行详细探讨。
射频信号在同轴电缆中的传导损耗。
同轴电缆的传导损耗与电缆的导体材料、导体的形状、电缆的长度和工作频率等因素有关。
在高频率下,传导损耗主要来源于导体本身的电阻,在传输过程中不断地将电能转换为热能而损失。
合理选择导体材料、增加导体直径、减小电缆长度,以及降低工作频率,都可以有效地减小传导损耗。
介质损耗也是射频信号在同轴电缆中的重要损耗因素。
介质损耗主要来自绝缘材料本身的特性,包括介电常数和介电损耗正切。
在同轴电缆中,绝缘材料的选择对介质损耗至关重要。
通常情况下,我们应尽量选择介电常数较小、介电损耗正切较小的绝缘材料,以减小射频信号的介质损耗。
信号的衰减也是射频信号在同轴电缆上的损耗问题。
衰减是信号功率在传输过程中的减小。
射频信号在同轴电缆中的衰减主要受到传导损耗和介质损耗的影响。
通常情况下,我们可以通过增加发射功率、降低工作频率或者选择质量更好的同轴电缆来降低信号的衰减。
为了准确衡量射频信号在同轴电缆中的损耗情况,我们需要了解相关的参数和度量方法。
衰减指标是衡量射频信号在同轴电缆中损耗的重要参数,衰减值表示信号在传输过程中的减小量。
-5同轴电缆衰减-回复同轴电缆是一种高频信号传输的常用电缆,它具有较低的衰减特性。
本文将详细介绍同轴电缆衰减的原因、计算方法以及如何降低衰减。
第一部分:同轴电缆衰减的原因(500字)同轴电缆衰减是指信号在传输过程中逐渐减弱的现象。
造成同轴电缆衰减的主要原因有以下几个方面:1. 导体电阻:同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体和外护层组成。
内导体和外导体之间的电阻会引起信号的功率损耗,从而导致衰减。
2. 绝缘材料损耗:绝缘层的材料会对电信号产生一定的损耗。
常见的绝缘材料有聚乙烯、聚四氟乙烯等,它们都有一定的介电损耗。
当电信号通过绝缘材料时,会产生热耗散,导致信号衰减。
3. 外部环境干扰:同轴电缆容易受到外部环境的干扰,如电磁场、高温、潮湿等。
这些干扰会导致信号的衰减。
第二部分:同轴电缆衰减的计算方法(500字)为了准确计算同轴电缆的衰减程度,我们需要知道一些相关的参数。
1. 导体电阻:导体电阻可以通过电缆的材料和尺寸来确定。
其计算公式为:R = ρ* (L/A),其中R为导体电阻,ρ为导体电阻率,L为电缆长度,A 为导体的横截面积。
2. 绝缘材料损耗:绝缘材料的损耗可以由材料的损耗因子来确定。
其计算公式为:Loss = ε* π* f * d * tan(δ),其中Loss为绝缘材料损耗,ε为介电常数,f为频率,d为绝缘层厚度,δ为损耗因子。
3. 外部环境干扰:外部环境干扰的影响因素较多,可以通过实际测量和实验得出。
通过以上参数的计算,我们可以得到同轴电缆的总衰减程度。
其计算公式为:Attenuation(dB) = 10 * log10(Pin/Pout),其中Pin为输入信号功率,Pout为输出信号功率。
第三部分:降低同轴电缆衰减的方法(500字)为了降低同轴电缆的衰减,可以采取以下一些方法:1. 选择低损耗的材料:选择导体电阻低、绝缘材料损耗小的电缆材料。
常见的低损耗材料有铜导体和聚四氟乙烯绝缘。
同轴电缆射频电缆安全操作及保养规程同轴电缆是一种非常重要的射频电缆,常用于无线电设备和网络中传输高频信号。
在正常工作条件下,同轴电缆能够很好地保证信号传输无误,但是如果在使用或保养过程中不注意,就可能会出现各种问题,甚至给人身财产带来损失。
因此,正确操作和保养同轴电缆是必不可少的。
本文将介绍同轴电缆的安全操作和保养规程。
操作规程1.操作前要检查同轴电缆的外观及连接是否正常。
在使用前,首先要仔细检查同轴电缆的外观,确保电缆的表面没有明显的划痕、损伤或整体变形等,以及同轴头部的连接是否紧固、无缺陷。
在电缆连接之前还需确保耦合器和母头的接口匹配,防止插入不正确而损坏。
2.操作中禁止过度弯曲同轴电缆。
在操作时,应尽可能避免对同轴电缆进行过度弯曲。
因为当电缆弯曲时,容易造成同轴电缆内部的铜根断裂,导致信号损失和隐患。
3.禁止超过规定范围的电压和电流。
同轴电缆有一定的电流和电压范围,超过规定范围会导致同轴电缆的熔断或短路,对设备产生损害。
4.操作时应避免电缆过度受力。
机械过载是同轴电缆损坏的常见原因,因此在使用和操作同轴电缆时要注意避免电缆过度受力,避免外力撞击过度。
5.禁止用力拉拽电缆。
当需要拆卸和更换同轴电缆时,不要用力拉拽,应采用正确的拆卸方法进行操作。
保养规程1.定期检查同轴电缆的连接。
在使用过程中,应定期检查同轴电缆连接的情况,确保连接良好,如有发现问题应及时处理。
2.禁止过度扭曲电缆。
同轴电缆是由内部金属中心轴和外部金属屏蔽层组成的,因此不要过度扭曲电缆,以避免金属中心轴和屏蔽层之间的损害。
3.定期清洁电缆。
在使用过程中,同轴电缆表面可能会积累一些灰尘或污垢等,这可能会影响其信号传输效果。
因此,应定期清洁同轴电缆表面,以保证其表面干净整洁。
4.警惕电缆损坏。
如果发现同轴电缆表面有刮痕或变形,或电缆头连接处出现损坏或锈蚀,应及时更换电缆,以避免故障。
5.经常检查电缆的电料和特性阻抗。
同轴电缆的电料和特性阻抗是其性能的关键指标,经常检查这些指标的数值情况,可以及时发现出现的问题,以便进行维护和更换。
射频同轴电缆的特性及质量鉴别分析徐运山中国电子科技集团公司第三十八研究所高级工230031摘要:文章首先介绍了射频同轴电缆的组成结构,接下来根据其特性对之进行质量鉴别,并举实例说明。
关键词:射频同轴电缆;特性;质量鉴别因为射频同轴电缆及其组件的装配与加工过程相对复杂,工艺上的要求也更为严格,普通的手工具不能用其装配出符合标准要求的组件,而射频同轴电缆在个性特点上的表现,要求我们对其质量做出准确鉴别。
这也是完成后期组件装配的基础。
一、射频同轴电缆的特性构成射频同轴电缆是一种导行系统,由两支同轴圆柱导体所组成。
这种圆柱形式的外导结构使屏蔽性能更为优异,电磁能量传输在中心导体的指引下均匀分布。
其具有稳定而均匀的阻抗特征,并且还有带宽极大的优点。
(一)内导体。
主要材料为铜。
一般而言小电缆的内导体材料为铜包铝线,有的直接用铜线。
大电缆以铜管制成,目标是降低电缆自重与成本。
信号传输受内导体影响很大,其表面电导率要尽可能提高。
内导体使用的铜质材料对质量要求极为严格,要求表面光滑、平整、干净,无杂质。
内导体直径的公差要控制在很小的范围内,制造工艺要求精确。
(二)外导体。
外导体的作用有二,其一是导体回路,其二是屏蔽。
一般的做法有扎纹铜管、无缝铜管和屏蔽编织网等。
对外导体铜质材料的要求同样应该是无杂质、导电性能好。
用以保障电缆的阻抗特性及回波损耗的高效率。
(三)绝缘体。
绝缘体在射频同轴电缆中所起到的作用远非绝缘一项功能,传输性能还要在绝缘以后才能加以确定。
所以选择绝缘材料、确定绝缘结构非常重要。
全部的阻抗、衰减与回波损耗性能都同绝缘体有很大关系。
因此我们要求绝缘体可以:首先使介电常数保持在较低数量,损耗角因子不能太高,这样才能够保证衰减系数不至影响最终使用效果。
其次应当保证结构的一致性,阻抗特性和回波损耗不能出现波动。
第三是要注意防潮防水。
其中的介电常数能够反应出电场中材料的响应特性,工作频率越高,介电常数对于插损的影响就会越大。
2018年9月第39电子工艺技术Electronics Process Technology卷第5期289摘 要:对雷达产品上使用的射频同轴电缆常见失效形式和原因进行了分析。
射频电缆常见的失效形式有开路、短路和接触不良,造成的原因一般为虚焊、装配操作不正确和布线不规范等。
提出在结构设计、电缆装配和电缆布线安装全过程采取有效的管控措施,才能确保射频电缆性能满足产品使用需求。
关键词:射频同轴电缆;SMA连接器;虚焊中图分类号:TM5 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2018)05-0289-04Abstract: Introduce a few of failure modes of RF coaxial cables which are used in radar. The failure modes are open circuit, short circuit and poor contact. Analyze the reasons for the failure. The reasons are usually cold solder joint, incorrect assembly and nonstandard wiring. It is proposed some positive control measures which should be carried out in the whole process, including physical design, cable assembly and cable wiring, so as to ensure the performance of RF cables to meet the requirements of the product.Key Words: RF coaxial cable; SMA connector; cold solder joint Document Code: A Article ID: 1001-3474(2018)05-0289-04射频同轴电缆失效原因分析及质量保证措施研究Research on Failure Mechanism and Quality Assurance Measures of RFCoaxial Cable陆洋,周敏,冯挹,郭延发LU Yang, ZHOU Min, FENG Yi, GUO Yanfa(南京电子技术研究所,江苏 南京 210039)( Nanjing Research Institute of Electronics Technology, Nanjing 210039, China )作者简介:陆洋(1983- ),男,硕士,毕业于河海大学,高级工程师,主要从事电子装联工艺技术研究工作。
doi: 10.14176/j.issn.1001-3474.2018.05.011SMA型射频连接器由Bendix公司在20世纪50年代末为配合半硬同轴电缆而设计[1],以SMA连接器为代表的射频电缆组件在相控阵雷达中运用较为广泛,在T/R组件和子阵组件等有源相控阵雷达的核心部件中,这些微波组件的连接大多采用射频同轴电缆组件。
射频同轴电缆组件具有损耗小、辐射小和电磁兼容性好的特点,可在较高频率范围内工作。
并且在整机设备中较易布线,具有较高的实用性和维修性[2]。
在产品实现的全过程,从射频连接器与电缆装配到整机的布线,无论是哪个环节出现问题,均会导致电缆组件的性能达不到设计要求,从而对雷达整机的性能造成影响[3]。
因此分析射频电缆组件从连接器装配到整机布线全过程,把握射频电缆组件装配使用要点,是保证整机性能的关键因素之一。
1 常见失效形式及原因1.1 开路一般射频电缆芯线与连接器的内导体采用焊接的结构进行连接,如果焊点断开则会造成电缆信号断续或直接丢失。
造成芯线与内导体焊接不良的原因主要有:芯线剥线不当,导致焊接前受损;芯线或内导体氧化,焊锡润湿性不良;填锡量不够,造成连接不可靠等。
1.2 短路射频连接器的内外导体绝缘不够或者短接,导致信号直接接地。
正常的射频连接器内外导体间有绝缘介质提供保护,一般为聚四氟乙烯。
以SMA射频电缆为例,合格的SMA射频电缆在500 V兆欧表下测试,内外导体间的绝缘电阻一般大于500 MΩ。
短2018年9月290电子工艺技术Electronics Process Technology图1 射频电缆示例(单位:mm)图2 SMA-JB2型连接器(单位:mm)图3 内导体焊后形貌路主要由以下两个原因:内导体焊接不当或填锡量过多,产生焊瘤导致绝缘性能降低;编织型外导体处理不当,产生毛刺,导致内外导体间短路等。
1.3 接触不良接触不良主要是指电缆内导体安装不到位或者外导体接地不牢带来电缆驻波比和插入损耗等性能的不稳定,在动态条件下尤为突出。
造成接触不良的原因一般有:1)连接器装配不规范和不正确导致的虚拧紧,因接触不良带来电性能不佳;2)电缆外屏蔽的损坏导致的接地不良,特别是在较为狭窄的空间内,连接器或电缆受压导致屏蔽磨损、焊点断裂,直接导致电缆失效;3)射频连接器与电缆装配焊接好后,不得随意地折弯以及折叠放置。
不同类型的射频电缆都有最小转弯半径要求,如果电缆安装无法满足最小转弯半径要求,则对射频信号的传输产生影响,导致电性能受损。
2 质量保证措施图1是较为典型的射频电缆组件,此电缆两端的射频连接器号分别为SMA-JB2和SSMA-JB2,电缆为FCCAVG086-50。
图2为SMA-JB2型连接器的形貌图,SMA-JB2和SSMA-JB2连接器结构基本相同,装配方式也一致。
连接器的构成主要由三部分:内导体、外导体和内外导体间的聚四氟乙烯填充介质。
按正常装配流程,针状的内导体与电缆芯线焊接,起到高频信号传输作用,外导体通过感应焊或电阻焊与半硬(半柔软)同轴电缆外层的屏蔽层进行焊接(SFF型软电缆一般为压接),对传输高频信号起屏蔽保护。
内外导体间的绝缘,通过聚四氟乙烯绝缘介质实现。
图4 不合格的内导体的。
装配过程中的下线、剥线质量、连接器和电缆焊接的水平、电缆布线质量等将直接对插入损耗和驻波比性能产生影响。
因此把控住射频电缆从连接器装配到电缆布线的各个环节,明确各阶段操作细节和要求,才是稳定电缆组件质量的关键。
2.1 电缆剥线射频同轴电缆的剥线操作是影响电缆性能的关键因素之一,在加工手段上尽可能避免采用手工方法进行切剥,应该使用自动剥线设备来保证剥头尺寸精度和同轴度。
所切割下来的内导体、外导体和绝缘介质端面必须平整,且与电缆轴向垂直,避免断芯、毛刺和变形等缺陷,以保证电缆性能的稳定。
目前,国内外均有供应商可以提供成熟稳定的下线剥线设备。
在剥线操作前,可根据连接器手册上的推荐尺寸预先设定芯线和屏蔽层的剥线长度,利用设备一次性完成线缆剥线操作。
2.2 内导体焊接内导体与芯线焊接时,先将内导体用工装夹持,选择合适的焊接温度,预先在内导体的尾部进行搪锡处理,使内导体内部形成充分的焊锡层,增加内导体的可焊性。
同时有效避免了直接焊接过程中因焊锡量不足产生虚焊缺陷。
焊接时,轻轻旋转或反复两三次前后插拔电缆芯线,确保电缆线芯与内导体中的焊锡充分浸润,确保焊接可靠。
如焊锡量不足,可从内导体观察孔中少量添加部分焊锡。
焊接完成后,对焊接质量进行仔细检查:芯线长度应超过内导体观察孔,观察孔内焊锡不得高出内导体外表面,无毛刺、拉尖和焊瘤等缺陷,如图3所示。
射频电缆组件性能指标有:插入损耗、驻波比和相位。
除了相位指标需要不断地配装测试外,插损和驻波比在正常的工艺流程下是相对比较稳定图4是不合格的内导体,内导体外部挂锡严重,观察孔内存在不同程度空洞,电缆芯线不可见,甚第39卷第5期291陆洋,等:射频同轴电缆失效原因分析及质量保证措施研究图6 SMA-J3电连接器压接装配图7 电缆受损图8 射频电缆安装示例图9 等相电缆长度释放图5 合格外导体形貌至部分观察孔内看不到焊锡,仍清晰能看见镀金层本色。
2.3 外导体装配SMA电连接器外导体与半硬(半柔软)同轴电缆焊接,一般选用感应焊或电阻焊设备,以保证电缆焊接部位受热均匀,焊锡浸润良好,焊接可靠。
首先应将SMA连接器的外导体与焊接好的内导体装配,检查确定内导体的台阶面与外导体的绝缘介质齐平。
在同轴电缆外导体上预先套一个6~8圈的焊锡环,并将连接器装夹在焊接设备上,利用高频感应或电阻焊两电极产生的热能将焊锡环熔化。
当目视到焊锡丝完全熔化,焊锡充分润湿时,停止加热,自然冷却后酒精棉清洁焊点。
成型良好的外导体形貌如图5所示,焊锡铺展形态好,呈羽扇形铺展到连接器尾座的端面。
焊点表面光滑无毛刺、针孔和夹渣等缺陷。
对于SMA-J3为代表的射频连接器与SFF系列或SYV系列柔性射频电缆的装配,一般采用模压式压接的方法,将连接器外套筒与屏蔽层进行压接处理。
压接前将屏蔽层呈喇叭状均匀环包在连接器压接台阶上,将压接钢圈推到壳体根部直至压住所有屏蔽层。
再用斜口钳剪去多余的屏蔽层后,用专用压接模具在一个压接周期内,将钢圈压接呈六边形。
切记一次压接成型,杜绝重复压接,要求钢圈与电缆屏蔽层压接牢固,无松动,不能有开裂缺陷。
合格的压接成型连接器如图6所示。
2.4 电缆布线射频电缆组件安装时,结构设计必须充分考虑射频电缆组件的特殊性,留足安装空间。
一般射频电缆的布线对弯曲半径有着严格的要求,特别是在狭窄的空间内进行射频电缆组件安装,如果设计考虑不周,安装空间不足,导致电缆不能满足最小转弯半径要求,长期应力作用易造成电缆外层屏蔽的损坏,或者电缆根部因受压导致焊点开裂,如图7所示。
根据经验,相对保险的转弯半径要求为:半硬(半柔软)电缆不得小于电缆直径的10倍,柔性射频电缆不得小于电缆直径的5倍。
在雷达阵面或机柜等特殊结构中,还必须考虑等相等长射频电缆长度释放的问题,一般推荐结构设计采用绕线盘对射频电缆进行盘绕处理。
较好的射频电缆布线示例如图8所示。
即使空间不允许布置绕线盘结构的安装,也必须为冗余射频电缆盘绕留出充足的空间,并对射频电缆进行可靠固定,避免因使用应力导致射频电缆发生断路等故障,如图9所示。
对于半硬(半柔软)电缆安装还需注意电缆的成型问题。
此类电缆安装时要求电缆根据连接器插座的位置,按模装或配装的方式,利用工装将电缆弯曲成所需要的形状。
此种情况下既要满足最小转弯半径的要求,同时还要注意电缆成形必须良好,哪怕存在一点尺寸误差,强行连接后都会造成连接2018年9月292电子工艺技术Electronics Process Technology器根部承受一定的应力,可能会在后期温度和振动等环境因素作用下造成外导体根部焊点处开裂。