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1 引言

在微波系统中，常使用到一种很普遍的部件，即由一种传输线变换到另一种传输线的过渡元件，称为波型转换器，也称为波型激励器。对波型转换器的要求是：(1)能激励出所需要的波型;(2)驻波系数尽量小。

为实现宽频带内良好的阻抗匹配，目前广泛使用的宽频带同轴—矩形波导转换器，主要有两种形式，探针式和脊波导过渡式。探针式，即将插入波导腔的同轴线内导体顶部连接上金属圆盘或球，以及在波导腔上设置若干调谐螺钉。脊波导过渡式，通过在波导中加脊片，组成阶梯阻抗变换器，使脊波导的输出阻抗接近同轴线的特性阻抗，以达到阻抗匹配的目的。

在这些技术中，为降低成本，采用SMA同轴连接器接头一般为标准产品，其介质、内外径都是确定的。这种结构带来两方面的问题：(1)SMA接头只能在单模工作在一定频率(18GHz)以下,在更高频率时SMA接头中的高次模将严重影响转换器的工作带宽，如果采用其它工作频率更高的标准接头，如K接头，其价格高出SMA接头许多，将大大提高成本;(2)转换器设计参数比较少，不易做到匹配。

2 探针型同轴—矩形波导转换器

相比于脊波导过渡式转换器，探针型转换器具有频带宽、易加工的优点，故本文只在针对这种形式的转换器做讨论。探针式同轴—波导转换器是将同轴线的内导体做成探针的形式从波导的宽边插入到波导腔中，在探针顶部加一圆盘或小球，波导一端口短路，另一端口输出。在波导腔内加若干调谐螺钉。

通过调整下列三个尺寸来达到同轴—矩形波导转换器在工作频带内有较好的匹配：(1)探针到短路端的距离i;(2)探针的长度f;(3)探针顶部圆盘的厚度h和直径g;(4)调谐螺钉的位置。

图1

本文设计了一个从波导型号为BJ220的标准波导口到内外径为1.3mm和4.1mm的同轴线的探针型转接器。标准波导BJ220的工作频率为17.6—26.7GHz,其范围已经超过SMA接头的工作频率范围。通过软件仿真，其最优结果如图2所示。

图2

图3 改进后的同轴—矩形波导转换器

表1给出了经优化后的同轴—矩形波导转换器的主要结构参数。

表1 转换器的结构参数

1.01mm探针的长度

h0.99mm圆盘的厚度

g2.31mm圆盘的直径

i3.15mm探针到短路端的距离

m3.31mm圆孔的厚度

c2.37mm圆孔的直径

其仿真曲线如图所示

图4 改进后SMA—BJ220转换器的仿真曲线

由图4的仿真曲线可以看出，在标准矩形波导BJ220工作的频带范围17.6—26.7GHz内，转接器的反射系数在-27dB以下，即驻波系数小于1.05。并且由于过渡圆孔的抑制作用，由高次模产生的谐振尖峰也被提高到35.6GHz，移出了转接器的工作频带。故通过这种改进，SMA接头认可运用于高于18GHz的场合。

由图5可见，经改进后的SMA—BJ220转换器的实际性能指标为：转换器反射系数在-15dB以下的工作频带被拓展到17.6—31.6GHz;在波导BJ220单模传输工作的频带范围17.6—26.7GHz内，其反射系数为-16dB以下;通过过渡圆孔的抑制作用，谐振尖峰被提高到了32.3GHz。在通带内的反射系数，仿真曲线和实际测量曲线存在一定差异，其主要原因在于该转换器体积只有24.3*22.4*22.4，加工时相对误差较大;以及在仿真过程中，并未考虑SMA接头自身在连接时的微波反射。

 图6 改进后SMA—BJ220转换器的实测曲线

4 结论

本文介绍了我们在对从同轴线到矩形波导之间波型变换做的一些研究。同轴—矩形波导转换器目前已广泛应用于各个微波系统，每年的生产、需求量都很大。而通过本文所述技术，可以采用价格低廉的SMA接头来代替其他性能优越、价格昂贵的接头，从而有效的削减了生产成本。目前，我们正在进一步探讨这项新技术及其在大规模生产方面所面临的问题。本文所述技术都申请了专利保护。

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sma同轴接头和同轴电缆馈电不同之处究竟在哪里?二者都是一种具有特殊结构的同轴电缆，泄露电缆在其外导体上沿长度方向周期性地开有一定形状的槽孔，所以又称为开槽电缆。在通信领域，主要用于较长距离的覆盖，用于替代天线 同轴电缆的外壳是屏蔽的，用来对信号进行传输。

1、两者的执行标准不同，也就是电气参数不同，简单点同规格的SYWV电缆的衰减相对较小。

2、电缆结构尺寸不同。由于SYWV电缆的绝缘介质是发泡结构，相对介电常数较小，因此两种电缆的内导体尺寸不同。

3、生产工艺不同。一般SYWV电缆采用物理发泡(低端产品采用化学发泡)。

4、至于说，外导体的形式采用铜、铝镁合金、铜包铝等等，都是根据需要做得，可以做成一样的。

5、应用场合及使用性能有所差异，SYV电缆一般用于焊接内导体接头(焊接性能好点)，短距离传输，该电缆简单，有挤出设备都可以做。

6、电缆的特性阻抗(50欧姆/75欧姆)根据用户的要求，都可以做到。

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本文内容由德索五金电子编辑部为您整理，问答皆来自网络，希望此文对您有一定的帮助，能够解决您在sma接头焊接方面的问题。

用户问题描述：

最近设计了一款天线，准备加工实物，然而此前没有过类似经验，所以想在此请教下各位前辈

我的天线用了两层介质板，地板在中间，地板上方是普通的微带线，下方是耦合馈电的微带线，利用SMA-KE转接头和信号源相连，请问我SMA接头的使用方法正确吗?

普通微带馈线连接：

耦合馈电微带线连接：

示意图：

微带线在地板上方时，将SMA四个腿剪短焊接到GND上，内芯穿过GND上开的洞与微带线连接，在此有个小问题，GND上开的洞半径多少合适?

微带线在地板下方时，将SMA内芯剪短，与下面的微带线焊接，四个腿与地板连接。

(所有穿过介质板的部分，均提前打孔)

我用游标卡尺测量了SMA大致的外形参数，然后画出了大概模型，把该打孔挖槽的地方提前标出，这样好联系加工板材，但由于不知道SMA内芯填充材料以及SMA内部的结构参数，无法得到准确的仿真结果(其实就是很差)，所以请各位帮我看看，这种连接方式正确吗?

网友观点一

开孔孔径的大小=>在ground plane上的开孔。(我国字体简化连带沟通的语法也直接、简洁…所以我学坏了-请见谅 XD )

只要不短路到馈点与ground plane，基本上都不算是错误，硬要挑毛病的话? 右侧的SMA应该改由上方插入。

网友观点二

依一般通则: 开孔孔径的大小==> 与GND的距离? 就是你中心针脚直径尺寸即可，例如:中心针直径为1.27mm则孔径即为3.81mm。

SMA 若无特殊的要求!? 通则就是中心针脚直径=φ1.27mm、绝缘材料=φ4.0mm、外层金属材料=φ5.25mm (金属壁厚=0.625mm)。***绝缘材料一般是Teflon_er=2.102.15、tand=0.0011。

网友观点三

建议开通孔，这种盲孔你拿去加工的话价格很高。

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当我们的产品需要使用到smp、sma连接器的时候，用哪一种连接器可以将其桥接好，采购时当如何选择，便宜的，还是精致的?在这里，德索电子工程师想告诉广大用户，其实每款连接器产品都有着自己的特性和参数，因此选择时候要根据自身的需求来定制才是正确合理的，下面我们来看看smp和sma连接器有什么不同之处以及如何采购。

Sma连接器：SMA连接器具有体积小、频带宽、机械性能优越、可靠性高等优点，是应用最广泛的射频同轴连接器之一。

Smp连接器：SMP连接器的接口是一个与MMCX连接器相同的比例的超小型的接口，但可在高达40 GHz的频率范围内工作。它常用于小型乘坐、高频的同轴模块，并提供推入并咬合的对插结合方式。

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