腔体耦合器设计与调试心得

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1、3腔体耦合器设计与调试心得一、设计软件的使用和优缺点：在设计中使用了三种设计优化软件：A：EESOFLINECALC和TOUCHSTON；B：HPAPPCAD；C：MAXWELLHFSS。三种软件中，A在初步设计时，可以减少计算量，通过LINECALC，可以很准确的解得奇偶模阻抗，但线宽一般较实际值偏大，比如，在设计6dB宽频耦合器时，该软件求得紧耦合线宽为3.05，（B=8.4,H=2.47），而实验得的数据为 2.8，偏大；耦合间隙极小，以6dB为例，求得紧耦合间隙为0.03，实验数据为0.56。但A在计算单根线线宽时，还是相当准确的。软件B功能较少，只能计算特性阻抗，但计算得极为准确。软

2、件C是个相当强大的三维场分析软件，可以单独计算奇偶模阻抗，分析场能量分布，电壁，磁壁分布线等，不过它只有分析优化的功能，只有在做好最初的设计，获得最初的数据，方可使用，该软件运行时占用资源极高，优化速度非常慢，所得数据很接近实验数据。二、实验现象第一次实验：使用分析得的间隙所做的定位块，将导电棒安装好，由于导电棒较宽，最宽处为3.9，最初使用的N连接器的安装孔外径为8.4，装配时，还没有短路的担忧，没有做任何调试，结果发现高频段的性能指标都不太理想，2200MHz的驻波、隔离指标很差，驻波只有18dB,隔离只达到17dB。耦合度不平，低频段较高，高频段较低，分析现象可推测第二级线长可能长了，以

3、及四个端口容性较大，有必要进行低阻补偿。但有时也可以装配成功，而且指标不差，方向性最多时可达到25dB，但调试量显然是太大了。一是要将导电棒端头处锉细，以加入高阻补尝；二是将导电棒斜装，以调整输入输出回波损耗；三是控制导电棒中心的间距，以得到最优的平坦度。在试验中还发现，由于N连接器装配得不太规范，其结构强度不大，经常出现中心导电棒活动的现象。第二次试验：根据第一次实验现象，此次试验中，将导电棒50Ω线的长度减小1mm，这样在焊装时，导电棒的端头与N连接器的绝缘子就有1mm的间隙，同时为了加固，在第一级向第二级跳变处加了四氟支撑架。经过调试，发现高端的指标全部上升，不过试验的重复性不太好，而且

4、上升幅度并不是特别明显，仅仅是指标稍高于要求值。但由于仍然使有8.4的N连接器，其结构问题没有解决。第三次试验：由于前两次试验已确定了腔体耦合器设计的正确性与可行性，此次试验主要是解决结构强度问题与成品率，在这次试验中，对腔体进行了较大的改变，将盖板改为平盖板样式，N连接器改为φ6的，型号改为cp108hf，这样，在外型上可视性要好得多，N连接器的结构强度也有了较大的改进。在实验中发现，现象与前两次试验没有太大的差别，但调试要方便的多，而且在试验中还出现了一个调试方法，就是将端头处进行低阻补偿（因为现在有了1mm的间隙，目前呈高阻），可以很好的改进指标，同时发现了导电棒的安装强度有必要改进。此

5、次实验中，一次成品率没有提高，但调试成功率上升。第四次试验：为了加强导电棒的安装强度，对腔体又做了一次较大的改进：在四个N连接器所在的位置，挖四个8mm*2mm*1mm3的深腔，加装四氟卡槽，一是加入了低阻补偿，二是加强了导电棒的安装强度，实验中发现，对了上次试验所发现的问题，都有了较完好的解决，调试成功率可达到50%。第五次试验：这次试验目的在于减少调试量，大幅提高一次成品率与调试成品率，实验中，在其他两个地方也加入了四氟支撑架，位置在第一级的1/3处与第二级2/3处，结果发现，输入输出端口的回波损耗下将不是很多，即时如此，其指标仍远远高于要求值；同时方向性上升较多，最高可达到27dB，一般

6、也有21dB。耦合度变化不是很大，其平坦度仍在要求范围内。但同样的，其仍然存在一个重复性的问题，但不是太大，较之以前的实验，其成品率已达到70%，优良率达到20%，再次调试后的成品率达到90%，一般三次调试后成品率达到100%。同时也发现，并不是所有的腔体耦合器都要加这么多的支撑架，有时，只要加入四个就行了，如图所示，有时，加入A组的支撑架，反而会减小高端方向性，所以，一般建议只装四个支撑架。至此，实验基本上结束，接下来是做生产型工艺控制问题。三、生产工艺经过了多次反复实验，对工艺有了较好的认识。第一问题，耦合间隙的控制。与一般的介质板线耦合器不同的是，空气腔耦合器没有成型的电路板，这样，耦合

7、间隙只有人为的控制，为此，定做了不同型号的不同定位块，以解决定位问题，但是由于导电棒铜材质软，在安装过程中，常会发生弯曲，这就会导致耦合平坦度下降，输入输出回波损耗恶化；而且不同工人装配力度不一样，同一个定位块，有的工人能很好的控制其松紧，有的工人控制得过松，有的则过紧，这就直接导致了成品率的不同，第二个问题是，焊接方面的问题，在试验中发现，腔体耦合器对端头的焊接也有一定的要求：由于导电棒四个端头