Essendo una parte importante dei componenti passivi, i connettori coassiali RF hanno buone caratteristiche di trasmissione a banda larga e una varietà di metodi di connessione convenienti, quindi sono ampiamente utilizzati in strumenti di test, sistemi d'arma, apparecchiature di comunicazione e altri prodotti.Da quando l'applicazione dei connettori coassiali RF è penetrata in quasi tutti i settori dell'economia nazionale, anche la loro affidabilità ha attirato sempre più attenzione.Vengono analizzate le modalità di guasto dei connettori coassiali RF.
Dopo aver collegato la coppia di connettori di tipo N, la superficie di contatto (piano di riferimento elettrico e meccanico) del conduttore esterno della coppia di connettori viene serrata l'una contro l'altra mediante la tensione del filo, in modo da ottenere una piccola resistenza di contatto (< 5mΩ).La parte pin del conduttore nel pin viene inserita nel foro del conduttore nella presa e viene mantenuto un buon contatto elettrico (resistenza di contatto <3 m Ω) tra i due conduttori interni all'imboccatura del conduttore nella presa attraverso il elasticità della parete della presa.In questo momento, la superficie del gradino del conduttore nel pin e la faccia terminale del conduttore nella presa non sono premute saldamente, ma c'è uno spazio <0,1 mm, che ha un impatto importante sulle prestazioni elettriche e sull'affidabilità del il connettore coassiale.Lo stato di connessione ideale della coppia di connettori di tipo N può essere riassunto come segue: buon contatto del conduttore esterno, buon contatto del conduttore interno, buon supporto del supporto dielettrico al conduttore interno e corretta trasmissione della tensione del filo.Una volta modificato lo stato della connessione sopra indicato, il connettore fallirà.Partiamo da questi punti e analizziamo il principio di guasto del connettore per trovare il modo corretto di migliorare l'affidabilità del connettore.
1. Guasto causato da uno scarso contatto del conduttore esterno
Per garantire la continuità delle strutture elettriche e meccaniche, le forze tra le superfici di contatto dei conduttori esterni sono generalmente elevate.Prendiamo come esempio il connettore di tipo N, quando la coppia di serraggio Mt del manicotto della vite è standard 135N.cm, la formula Mt=KP0 × 10-3N.m (K è il coefficiente della coppia di serraggio, e qui K=0,12), la pressione assiale P0 del conduttore esterno può essere calcolata pari a 712N.Se la resistenza del conduttore esterno è scarsa, ciò potrebbe causare una grave usura della superficie terminale di collegamento del conduttore esterno, persino deformazione e collasso.Ad esempio, lo spessore della parete dell'estremità di connessione del conduttore esterno dell'estremità maschio del connettore SMA è relativamente sottile, solo 0,25 mm, e il materiale utilizzato è principalmente ottone, con resistenza debole e la coppia di connessione è leggermente grande , pertanto la faccia terminale di connessione potrebbe deformarsi a causa di un'eccessiva estrusione, che potrebbe danneggiare il conduttore interno o il supporto dielettrico;Inoltre, la superficie del conduttore esterno del connettore è solitamente rivestita e il rivestimento dell'estremità di connessione verrà danneggiato da una grande forza di contatto, con conseguente aumento della resistenza di contatto tra i conduttori esterni e una diminuzione della potenza elettrica prestazioni del connettore.Inoltre, se il connettore coassiale RF viene utilizzato in un ambiente difficile, dopo un certo periodo di tempo si depositerà uno strato di polvere sulla faccia terminale di connessione del conduttore esterno.Questo strato di polvere fa aumentare notevolmente la resistenza di contatto tra i conduttori esterni, aumenta la perdita di inserzione del connettore e diminuisce l'indice di prestazione elettrica.
Misure di miglioramento: per evitare un cattivo contatto del conduttore esterno causato dalla deformazione o dall'eccessiva usura della superficie terminale di collegamento, da un lato, possiamo selezionare materiali con maggiore resistenza per la lavorazione del conduttore esterno, come bronzo o acciaio inossidabile;D'altro canto, lo spessore della parete della faccia terminale di collegamento del conduttore esterno può anche essere aumentato per aumentare l'area di contatto, in modo che la pressione sull'area unitaria della faccia terminale di collegamento del conduttore esterno venga ridotta quando lo stesso viene applicata la coppia di collegamento.Ad esempio, un connettore coassiale SMA migliorato (SuperSMA della società SOUTHWEST negli Stati Uniti), il diametro esterno del suo supporto medio è ridotto da Φ 4,1 mm a Φ 3,9 mm, lo spessore della parete della superficie di collegamento del conduttore esterno è aumentato di conseguenza a 0,35 mm e la resistenza meccanica viene migliorata, migliorando così l'affidabilità della connessione.Quando si conserva e si utilizza il connettore, mantenere pulita la superficie terminale di collegamento del conduttore esterno.Se c'è polvere, puliscila con un batuffolo di cotone imbevuto di alcol.Va notato che l'alcol non deve essere immerso nel supporto del supporto durante il lavaggio e il connettore non deve essere utilizzato finché l'alcol non è volatilizzato, altrimenti l'impedenza del connettore cambierà a causa della miscelazione dell'alcol.
2. Guasto causato da uno scarso contatto del conduttore interno
Rispetto al conduttore esterno, il conduttore interno di piccole dimensioni e scarsa resistenza ha maggiori probabilità di causare uno scarso contatto e portare al guasto del connettore.La connessione elastica viene spesso utilizzata tra conduttori interni, come la connessione elastica con fessura, la connessione elastica con artiglio a molla, la connessione elastica a soffietto, ecc. Tra queste, la connessione elastica con presa-fessura ha una struttura semplice, bassi costi di lavorazione, assemblaggio conveniente e l'applicazione più ampia allineare.
Misure di miglioramento: possiamo utilizzare la forza di inserimento e la forza di ritenzione del perno di calibro standard e del conduttore nella presa per misurare se la corrispondenza tra la presa e il perno è ragionevole.Per connettori di tipo N, diametro Φ 1,6760+0,005. La forza di inserimento quando il perno di calibro standard è abbinato al jack deve essere ≤ 9N, mentre il perno di calibro standard con diametro Φ 1,6000-0,005 e il conduttore nella presa devono avere una forza di ritenzione ≥ 0,56 N.Pertanto, possiamo considerare la forza di inserimento e la forza di ritenzione come standard di ispezione.Regolando le dimensioni e la tolleranza della presa e del perno, nonché il processo di trattamento di invecchiamento del conduttore nella presa, la forza di inserimento e la forza di ritenzione tra il perno e la presa rientrano nell'intervallo corretto.
3. Guasto causato dall'incapacità del supporto dielettrico di sostenere bene il conduttore interno
Essendo parte integrante del connettore coassiale, il supporto dielettrico svolge un ruolo importante nel sostenere il conduttore interno e garantire la relazione di posizione relativa tra i conduttori interno ed esterno.La resistenza meccanica, il coefficiente di dilatazione termica, la costante dielettrica, il fattore di perdita, l'assorbimento d'acqua e altre caratteristiche del materiale hanno un impatto importante sulle prestazioni del connettore.Una resistenza meccanica sufficiente è il requisito fondamentale per il supporto dielettrico.Durante l'utilizzo del connettore, il supporto dielettrico deve sopportare la pressione assiale del conduttore interno.Se la resistenza meccanica del supporto dielettrico è troppo scarsa, causerà deformazioni o addirittura danni durante l'interconnessione;Se il coefficiente di dilatazione termica del materiale è troppo grande, quando la temperatura cambia notevolmente, il supporto dielettrico potrebbe espandersi o restringersi eccessivamente, causando l'allentamento, la caduta o l'asse diverso del conduttore interno dal conduttore esterno e causando anche il dimensione della porta del connettore da modificare.Tuttavia, l'assorbimento d'acqua, la costante dielettrica e il fattore di perdita influiscono sulle prestazioni elettriche dei connettori, come la perdita di inserzione e il coefficiente di riflessione.
Misure di miglioramento: selezionare materiali appropriati per elaborare il supporto medio in base alle caratteristiche dei materiali combinati come l'ambiente di utilizzo e la gamma di frequenza di lavoro del connettore.
4. Guasto causato dalla tensione del filo non trasmessa al conduttore esterno
La forma più comune di questo guasto è la caduta del manicotto della vite, causata principalmente dal design o dalla lavorazione irragionevole della struttura del manicotto della vite e dalla scarsa elasticità dell'anello elastico.
4.1 Progettazione o lavorazione irragionevole della struttura del manicotto della vite
4.1.1 Il design della struttura o la lavorazione della scanalatura dell'anello elastico del manicotto della vite non sono ragionevoli
(1) La scanalatura dell'anello elastico è troppo profonda o troppo superficiale;
(2) Angolo poco chiaro sul fondo della scanalatura;
(3) Lo smusso è troppo grande.
4.1.2 Lo spessore della parete assiale o radiale della scanalatura dell'anello elastico del manicotto della vite è troppo sottile
4.2 Scarsa elasticità dell'anello elastico
4.2.1 Il design dello spessore radiale dell'anello elastico non è ragionevole
4.2.2 Rafforzamento irragionevole dell'invecchiamento dell'anello elastico
4.2.3 Scelta impropria del materiale dell'anello elastico
4.2.4 Lo smusso del cerchio esterno dell'anello elastico è troppo grande.Questa forma di fallimento è stata descritta in molti articoli
Prendendo come esempio il connettore coassiale di tipo N, vengono analizzate diverse modalità di guasto del connettore coassiale RF con collegamento a vite ampiamente utilizzato.Diverse modalità di connessione porteranno anche a diverse modalità di errore.Solo mediante un'analisi approfondita del meccanismo corrispondente a ciascuna modalità di guasto è possibile trovare un metodo migliorato per migliorarne l'affidabilità e quindi promuovere lo sviluppo di connettori coassiali RF.
Orario di pubblicazione: 05-febbraio-2023