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1、射频同轴连接器设计要点第24卷第11期2005年11月国外电子测量技术ForeignElectronicMeasurementTechnologyVol.24,No.llNov.,2005研究与设计冯良平徐岚（上海东光电子元件有限公司201801）摘要:通过微波传输理论的分析和研究，以及高频仿真软件（HFSS）的验算,研究了射频同轴连接器绝缘支撑处和内外导体尺寸突变处引起的反射问题。结合长期工作的实践，给出了几种射频同轴连接器（或转接器）的结构设计实例。关键词：射频同轴连接器绝缘支撑共面补偿SomedesignartTOKOEIementCo.zLtd.201801）Abstract:pro
2、blematisolatesupportandsizeabruptofin2outcon2ductof,throughtheanalysisandresearchofmicrowavetransmittheoryandEDAdesignofHFSS.FinallyJtsolvedthecompensationproblemoffourmajorreflectionsources.SomeinstancesofstructuredesignofRFcoaxialconnectorsarepresented.Keywords:RFcoaxialconnector/isolatesupports,
3、co2planecompensative,simulateinvestigated.0引言射频同轴连接器实质上是一段带有连接结构的非均匀同轴连接线体。说它不均匀是由不可避免的台阶结构形成的，这些结构必须保证内、外导体相对位置的固定与同轴电缆内外导体的连接以及与异性连接器内外导体的连接。连接要可靠,接触电阻要小，使得不连续性电容最小,无信号泄漏。有些连接器还要考虑防水、防尘结构。一般来讲，内部结构设计得越复杂,过渡台阶越多，电性能传输越不好。所以连接器内部结构只要满足必须的支撑，结构以简单为好。下面就连接器设计谈几点体会。1连接器与所连接电缆的特性阻抗必须一致常用同轴电缆特性阻抗有两种:50Q
4、和75Q。各种同轴电缆其特性阻抗都有公差范围，一般来讲,50Q软性电缆公差为±2Q,75Q软性电缆公差为±30,而50Q半硬性电缆的特性阻抗公差在±1.5Q以内。同轴连接器的特性阻抗(空气介质时)为：(l)ZO=dO作者简介：式中Z0为连接器的特性阻抗;D为外导体内径;d为内导体外径e;0为空气介电常数。在室温和标准气压下，干燥空气的相对介电常数e0=1.000536,—般情况下计算Z0时，都把e0值近似取为1。则50Q连接器的D/d值为：(2)=ln-l=2.3009^2.3d60为了支撑和固定屮心导体与外导体的相对位置，內外导体之间必须设计有介质支撑,0前介质支撑材料有:聚四氟乙烯、聚乙
5、烯、聚苯乙烯。因为介质支撑的重量对电性能影响极大,这就要求介质支撑材料的密度一致性耍好，一般情况下，用棒材车制的比压铸介质支撑密度一致性好。为了保证连接器内支撑段和空气段特性阻抗一致，即同轴线每个截面的特性阻抗和所接电缆特性阻抗一致。在介质支撑段中(3)Z0=drQ连接器式中er为介质支撑的介电常数，则50以聚四氟乙烯为介质时计算得比值近似为3.29。d冯良平,1997年前任国营767厂副总工程师，现任上海东光电子元件有限公司技术部副部长兼品证部副部长。徐岚,2004年毕业于上海大学电子通信系，现任上海东光电子元件冇限公司微波技术部技术员。40国外电子测量技术第24卷In===1.1902d
6、6060总阶梯电容最小(如图2h结构见图3。(4)=ln-ll.1902=3.29d2介质支撑的设计与共面补偿第一部分设计时确定了连接器内部特性阻抗的计算和阻抗匹配问题,从而大致就定下了结构尺寸，然而由于介质支撑的出现，支撑的er和空气s0的差別，要保证每个截趾特性阻抗相同，必然内、外导体在结构上要设计成台阶状。常见形式有以下几种：图3总阶梯电容最小的结构尽管在结构设计时对内、外导体支撑处进行槽深恰当组合使得不连续电容最小化，但还是存在少量不连续电容,，要。它是在图3(构成圆环凹槽)，形成至于圆环凹槽挖去多少，补偿阶梯不连续电容最佳，主要根据介质支撑与外导体配合松紧程度、挤压量是多少，使支撑
7、重量保持在理论计算值为图4共面补偿结构准，这就需要设计师的经验。现在可以借助高频仿真软件(HFSS)计算校准设计的正确性,而且可以修改，不断完善,直至最佳状态。图5是对图1-c,图3,图4的结构形式进行仿真计算验证VSWR设从图5仿真验算结果可清计效果(条件:特性阻抗50Qezr=2.03)楚看出,(c)种方案最好,频率在10GHz时VSWR也未超过1.01,说明对不连续性电容补偿是有效果的。//梯，必然引入
