聊一聊板级SMA头连接器如何进行参数提取

对于板级SMA头连接器参数提取方法您知道多少,下文中,德索五金电子工程师将会针对“板级SMA头连接器参数提取方法”做一些分析,希望我们的分析对于您了解sma头连接器有一定的帮助。

一、 前言

射频微波及高频高速测试中,SMA 接头扮演着相当重要的一个角色,它连接了测量仪器与待测电路,可以说是测量仪器与待测电路之间的桥梁,而在传统中的一般高速电路的测量中,一般皆没有将SMA 接头的效应考虑进去,往往所测量出來的结果,并不是一个单纯的电路板参数,而是包含着SMA接头效应在里头的电路板参数,而此时将测量的电路板参数再进行后续的各种分析时,因为并没有减去SMA接头的效应,所获得的后续分析结果,准确度将会受到影响。

二、使用HFSS提取SMA接头参数

在本研究论文中,第一阶段SMA接头参数的提取,我们使用HFSS仿真软件进行,我们绘制出两个SMA接头对接的3D Model,对于后续的S-Parameter分析结果,影响最主要为Teflon介质材质的部份,因此我们在设计SMA 3D Model时,我们主要针对SMA接头中Teflon材质其中的Relative Permeability与Loss tangent两者进行调整,并且与测量的情形进行比较找出最正确的值。

由于网络分析仪测量上的限制,我们必须将兩个SMA接头连接起來(如图一),并且使用时域反射仪测量对接后的SMA接头阻抗是否为50欧,之后再接上网络分析仪进行测量,测量的范围为50MHz到10GHz,测量结果(如图二)。

图一、SMA 接头对接图

图二、SMA接头测量S11参数曲线图

我们从网络分析仪取得双SMA接头对接的S11参数之后,接下來就要开始使用HFSS來进行SMA接头3D Model的制作,首先第一步就是先制作好SMA接头的3D Model(如图三),接着按照流程图(如图四)上的流程,进行参数的提取,测量与模拟的结果,不断的进行两者间的对照,假设模拟结果不符合测量的结果,即返回3D Model进行Teflon材质参数上的修改,最后即可得到一个正确的单一SMA接头的3D Model。

图三、SMA接头3D Model绘制图

图四、使用HFSS提取SMA接头参数流程图

模拟的频率范围为100MHz到10GHz,而在Teflon材质Relative Permeability参数等于3.317,Loss tangent参数等于0.0035时,我们得到了与测量结果吻合的S11参数(如图五)。

图五、SMA接头S11仿真曲线图

我们使用Matlab将测量的结果与模拟的结果进行兩者间的对照,取样的点数为201点,频率的范围为50MHz到10GHz。由图六可以看到,整体的S11参数大致上与测量结果吻合,但是在频率5GHz之后,数值部份已经渐渐无法相当吻合,我想这可以归究于S11参数是反射系数的关系,而整体的S11参数是很不好测量的,因为其数值都是在-30dB到-60dB之间,是相当小的值,因此如果有不小心动到测量的线路,或是线路有抖动的问题,都会造成量测结果的不准确,而模拟的参数对于实际上所测量的结果,通常也都会有一定程度上的误差,因此只能做到尽量与测量结果吻合。

图六、模拟与测试结果对照

三、使用ADS进行SMA Model的验证

在使用HFSS提取完SMA接头3D Model的S-Parameter之后,接下來所要做的就是使用ADS (Advanced Design System )进行SMA接头参数的验证。我们可以将S-Parameter转成矩阵的表示方法(如图七),假设SMA接头参数各为[A]及[C],电路板参数为[B],量测结果为[D]即可得到图七中的式子。

图七、电路参数矩阵示意图

在本论文中,我们另外制作了2cm与4cm长传输线的电路板(如图八)进行模拟与测量的互相验证,验证的方法为;先使用网络分析仪测量实际2cm与4cm长传输线电路板之参数,接着将所测量出的结果代入ADS中,即可得到分析之结果(如图九及图十)。

图八、2cm与4cm长传输线电路板

图九、2cm长传输线电路板S参数

图十、4cm长传输线电路板S参数

接着再将先前由HFSS所提取出的SMA接头参数,代入ADS中,即可取得模拟的结果,我们再将模拟的结果与量测的结果,进行两者间的互相验证(如图十一及图十二),从图中我们可以发现,两者间的对照可以说是非常吻合,而在2GHz的共振点,是由电路板的共振所造成的,因此从两者间的验证,我们可以得知之前从HFSS之所提取出的SMA接头参数,是正确无误的。而在往后的高速电路测试模拟中,我们即可代入此SMA 接头的参数,将SMA接头的效应考虑进去,所得到的结果将会更为正确,也将会是一个更为单纯,不包括SMA效应在里头的电路板参数。

图十一、2cm传输线模拟与测量对照图

图十二、4cm模拟与测量对照图

四、结论

本论文成功地完成使用计算机辅助设计软件Ansoft HFSS进行SMA接头的3D Model的绘制及模拟,并且在HFSS中调整SMA接头的介质参数,而在Teflon材质Relative Permeability参数等于3.317,Loss tangent参数等于0.0035时,我们得到了与测量结果吻合的S参数,并且使用ADS软件平台,验证获得2公分及4公分长传输线具有相同模拟及测量结果。

关于板级SMA头连接器参数提取方法就介绍到这了,想了解更多与sma连接器相关的技术文档,可以进入我们的sma连接器产品专题:https://www.smajietou.com/tou/,在这个专题上您可以了解产品的性能属性图纸等信息,还可以阅读技术文档板块中的文章。德索五金电子,专业的sma接头制造商,至今已有十三年的历史,产品通过ISO认证,承诺一年质保。

盘点一下SMA接头的技术指标

作为一名经常采购SMA接头的从业人员,或多或少应该会了解一些SMA接头的技术指标。那么sma接头的技术指标主要从哪些方面来评判呢?关于sma接头技术指标,下文中德索电子工程师将会进行全面的讲解,让您不再有sma接头技术指标方面的疑惑。

温度范围:Temp.range -65~+165°C (PE Cable -40~+85°C)

振 动:Vibration MIL-STD-202,Method 213

频率范围:Frequency Range DC~26.6GHz(半刚电缆 0~26.5GHz)

工作电压:Working Voltage 335V max (有效值)

耐 压:Withstand Voltage 1000V rms (海平面最小值)

接触电阻:Contact resistance

内导体之间:Center Contact ≤ 3 mΩ

外导体之间:Outer Contact ≤ 2 mΩ

绝缘电阻:Insulation resistance ≥ 5000 MΩ

插入损耗:Insertion loss ≤0.15 dB/6GHz

电压驻波比: VSWR  直式:Straight 软电缆 ≤1.10+0.002f 半刚电缆 ≤1.05+0.001f

弯式 Right angle 软电缆 ≤1.20+0.003f 半刚电缆 ≤1.10+0.001f

耐用性:Durability(mating) ≥500次(cycles)

材料与涂覆 MATERIAL & PLATING

壳体 shell 黄铜 brass 镀硬金 gold plated

插针 contact pin 黄铜 brass 镀硬金 gold plated

插孔 socket 铍青铜 beryllium 镀硬金 gold plated

弹性接触件elastic contact 铍青铜 beryllium 镀硬金 gold plated

绝缘体 insulator 聚四氟乙烯 PTFE

压接套 crimp ferrule 铜合金 copper alloy 镀镍或镀金 nickel or gold plated

o型密封件o-ring sealing 硅橡胶6146 silastic

以上内容便是德索电子针对SMA接头技术指标问题所做的讲解,希望您能够将这些sma接头基础知识消化下去,并运用于实际操作中。如果您有SMA接头、SMA接口采购定制需求,可以拨打我们的服务电话:400-6263-698。德索电子,十三年SMA接头等射频产品生产经验,ISO认证,一年质保,符合国际环保要求,广大客户可放心采购。

SMA连接器的特点都在这啦,快来快来·

德索五金电子专业的sma连接器生产厂商,至今已有十三年的sma连接器生产经验,每一款关于sma的连接器产品均通过了ISO认证,符合国际环保要求,并且承诺每一位客户一年内免费享受质保,有需要的用户可以拨打电话:0769-81153906联系我们进行采购。

SMA系列连接器是一种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器,寿命长,性能优越、可靠性高,广泛用于微波设备和数字通信设备的射频回路射频同轴电缆或微带。

在无线设备上常用于单板上的GPS时钟接口及基站射频模块的测试口。现阶段手持对讲机*常见的接口,已经很普遍。

MPO(Multi-fiberPushOn)连接器为MT系列连接器之一,MT系列的插芯都采用插芯端面上左右两个直径为0.7mm的导引孔与导引针(又叫PIN针)进行精准连接。

MPO连接器的紧凑设计,使MPO跳线芯数多,体积小。

MPO跳线被广泛应用于在布线过程中需要高密度集成光纤线路环境中,FTTX及40/100GSFP、SFP+等收发模块或设备内外部的连接应用。

受教了这回网络连接器HR系列, MPO光纤跳线的分类和规格 MPO光纤跳线分为转接型与非转接型:转接MPO跳线有带状MPO跳线、束状MPO跳线,通过分支器(圆形或方形)扇出的mPO跳线,一般可以转接出2~24芯0.9或2.0光缆分支,连接头类型由客户指定,可选FC,LC,SC,ST等类型,MPO跳线总长度或分支长度及其他要求任由客户选择。

网络连接器HR系列

MPO光纤跳线,MPO转接跳线,MTP类型,MTP万兆跳线,多模万兆跳线,MPO带分支器跳线等形式的MPO跳线产品。

以上皆符合Telcordia-GR-326、IEC标准及Rohs要求。

1、企业的不同楼宇之间局域网布线

2、光有源设备中光链路互连

3、通信基站内布线,配线箱内布线

4、居民小区,工业园机房,商业大楼机房内光信号连接

5、楼宇密集布线系统

6、光纤通信系统,有线电视网,电信网络

7、局域网(LANs) 、广域网 (WANs)、FTTx

8、企业的不同楼宇之间局域网布线 MOP光纤跳线参数数值:

分支端连接器:UPC或APC MPO:PC;

网络连接器HR系列

hirose日本广濑网络连接器HR系列,分支端连接器:UPC或APC 4、插入损耗IL MPO:典型值≤0.50dB,*值≤0.70dB 5、分支端连接器:典型值≤0.20dB,*值≤0.30dB 6、MPO:典型值≤0.40dB,*值≤0.50dB 7、分支端连接器:典型值≤0.20dB,*值≤0.30dB 8、回波损耗RL MPO:APC≥50dB 9、分支端连接器:UPC≥50dB,APC≥60dB 分支端连接器:≥35dB 10、适用光缆类型 MPO端:带状光缆、束状光缆;

对比分析网络连接器HR系列,由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。

推荐网络连接器HR系列, 发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。

发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。

光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,它是把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能*限度地耦合到接收光纤中去,并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到*小。

设想一下如果没有连接器会是怎样?这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在 一起,例如电子装置要连接在电源上,必须把连接导线两端,与电子装置及电源通过某种方法(例如焊接)固定接牢;这样一来,无论对于生产还是使用,都带来了诸多不便。

以汽车电池为例;假定电池电缆被固定焊牢在电池上,汽车生产厂为安装电池就增加了工作量,增加了生产时间和成本;电池损坏需要更换时,还要将汽车送到维修站,脱焊拆除旧的,再焊上新的,为此要付较多的人工费;有了连接器就可以免除许多麻烦,从商店买个新电池,断开连接器,拆除旧电池,装上新电池,重新接通连接器就可以了;这个简单的例子说明了连接器的好处;它使设计和生产过程更方便、更灵活,降低了生产和维护成本.

德索电子是专业sma接头、sma接口、SMA连接器生产厂家,各种规格SMA连接器,更多未列出SMA产品,请联系我们索取更详细资料。

SMA头功率容量怎么看?看看这你就明白了

您对于sma头功率容量知道多少,如果您想了解sma头的功率容量想相关知识,看完这篇稿子就应该差不多了。

同轴电缆/接头功率处理是一个复杂的课题,但它可以分解成两种现象。高峰值功率会导致电弧引起的故障,而高平均功率会导致由于热导致的故障。

射频接头的功率承受与尺寸和材料有关,一般不能直接计算。同一种接头,使用材料不同,功率承受也不一样。

一般来说,接头的功率承受随信号频率变高而降低。对同一频率的射频信号,尺寸大的接头的功率承受大。比如一般的SMA接头,在2GHz的功率承受约为500W,在18GHz下的功率承受不到100W。BMA和SMA差不多,N接头的功率承受约为SMA的3-4倍。以上所述功率承受指连续波功率。如入射功率为脉冲则功率承受还要高些。注意如果传输过程的匹配不好,驻波过大,则接头上承受的功率有可能大于入射功率。一般为安全起见,在接头上加载的功率不应超过其极限功率的1/2。

Peak power handling

This section was greatly improved for August 2017.

Power handling of air coax is a topic that is related to atmospheric breakdown.

Once breakdown occurs, a short circuit is provided across the coax, and Hell breaks loose.

Arcing is caused when the electric field E exceeds a critical value which we will denote Ed for electric field at discharge. In air, the critical field is about 1,000,000 volts/meter, in PTFE it is raised to about 100,000,000. These numbers are approximate, there’s no sense trying to be exact in calculating breakdown, just be sure you avoid it by an order of magnitude or more and you’ll have little to worry about.

The electric field of a coaxial transmission line varies as a function of position along the radial line from the outer conductor to the inner conductor (denoted “ρ” in the radial coordinate system). You’d have to use calculus to derive this, but we just looked it up in Pozar’s Microwave Engineering.

Here, “b” is D/2 and “a” is d/2, the radii of the outer and inner conductors. The peak E-field obviously occurs right at the surface of the center conductor. If this isn’t obvious to you, consider becoming a program manager!

Rearranging the equation for the maximum peak voltage when breakdown occurs,

For fixed “b”, the magic ratio of b/a for highest voltage handling turns out to be exactly “e”, or 2.718… you can prove this easily by taking the derivative of the above equation and setting it to zero (ewww, calculus!) Note that the magic b/a=e ratio for maximum voltage does not change when dielectric is introduced into the coax.

Now, let’s recall a shortcut equation for coax impedance… the “60” in the equation is a close approximation of η0 (the impedance of free space, ~377 ohms) divided by pi. The equation is accurate to at least three decimal places.

At the max voltage condition, ln(b/a)=ln(e)=1. Thus the impedance of air coax that can handle the highest voltage is 60 ohms and the impedance of any coax with any dielectric that can handle the most voltage is 60/SQRT(ER).

The peak power you can put into a coax under well-matched conditions (low VSWR) is calculated from the peak voltage it can withstand:

The 2 in the denominator is necessary because we were considering peak voltage, not RMS.

Plugging the Z0 equation into the Pmax equation yields:

Taking the derivative with respect to “a” and setting it to zero, yields a different magic ratio for maximum power: (b/a) for max power=e^0.5, as opposed to (b/a)=e^1 for maximum voltage. Using the maximum power b/a ratio, you will find that impedance for maximum power is 30/SQRT(ER). Thus, for air coax, Z0=30 ohms optimum for power. For PTFE-filled cables (ER=2.2), Z0 is 20.2 ohms for maximum power.

Now that we have the final equation for maximum peak power handling of coax, we are ready to do some analysis. Remember that this result is only true for a matched load. If you accidentally broke a connection to a high-power transmitter, you’d see a very high VSWR, in that case the peak voltage could double. If you need to consider this type of mishap, you want to further de-rate your power handling by 6 dB.

Now let’s look at some coax examples… how about the air dielectric 50-ohm connectors? The breakdown strength of air 3,300,000 volts/meter according to Wikipedia, but that is at “dry air” at standard temperature and pressure, between spherical electrodes. Let’s use 1,000,000 volts/meter.

How about PTFE-filled coax? The breakdown field strength of PTFE is about 10,000,000 volts per meter! So “049” cable (0.049 inches “D”, 0.015 inches “d”) can withstand 2260 volts and pass almost 50,000 watts peak. This seems to good to be true, doesn’t it? It is. The problem is that with voltage breakdown, the limitation of the weakest link in the chain is what you need to focus on. Your semi-rigid cable might be able to pass thousands of watts, but as soon as that signal crosses a path where the PTFE dielectric fill is interrupted by air, it will spark. At the end of the cable, where the connector is soldered on, there is surely going to be a gap in the dielectric. You need to revise the calculation for air dielectric, in which case you’ll see 256 volts is the maximum voltage, 358 watts is the maximum power into a good load, and 89 watts is the maximum into an unmatched load. Note that at this interface the coax presents 71 ohms impedance.

Before we move on to average power handling of coax, let’s look at power handing as a function of line impedance for air coax, which is part of the “coax compromise” that led to the fifty ohm standard. If you allow the center diameter freedom to move away from 50 ohms, you’ll see that maximum peak power handling occurs at ~30 ohms.

By the way, if anyone wants a copy the spreadsheet that generated this curve, just ask. Eventually we will put it into our download area, it still needs some clean up and comments…

New for August 2017: additional thoughts on this. Peak power handling of air coax may not be at 30 ohms, if you consider another limitation. Suppose you are operating very close to the cut-off of the unwanted TE11 mode. Heck, let’s assume you want to operate exactly at TE11 cut-off. TE11 cuts off when (b+a)*pi is equal to operating wavelength. To cut to the punch line, at TE11 cut-off, 44 ohms carries the most power. You can find this fun fact and many more in Introduction to Microwaves by Gershon J. Wheeler, dating back to 1963.

For September 2017, we created a new page and posted the math behind the 44 ohm absolute maximum peak power handling calculation, it included two solutions: one is brute force, the other is elegant. At least they agree!

Average power handling

Average power causes failure due to heat, as opposed to arcing. Cable vendors provide some guidance on average power handling, but there is a lot of voodoo involved. Basically, you don’t want the center conductor to heat up so much that it compromises the integrity of the cable. In the old days, cable vendors might have derived power handling ratings experimentally.

The dissipated power per length is the variable you need to consider, and you will need to note that dissipation is a function of frequency, with the metal loss term being proportional to SQRT(f). Thus, a cable that can handle 100 watts at 4 GHz is only good for 50 watts at 16 GHz.

You must consider how the cable is cooled, i.e. is there forced air, convection, conduction and/or radiation? What is the air temperature? (It can be much higher than room temperature if it is inside a housing or chassis).

If average power handling is a concern, we are going to recommend that you (or someone who knows what they are doing) perform a thermal analysis using finite-element techniques. If anyone has an example average power handling study, please sent it!

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SMA接头和3.5mm接头是兼容的吗?有哪些要求?

SMA接头和3.5mm接头的兼容性知识您了解多少,下面德索五金电子工程师便来为您分析一下SMA接头和3.5mm接头的兼容性的相关内容。若下文的介绍无法回答您心中的疑惑,可以拨打我们的热线电话,咨询sma接头专业工程师,让您不再困惑。

SMA(公)测试电缆和3.5 mm(母)校准件连接使用,这在物理层面上是可以实现的。不过,在测试配置中通常并不推荐这样做。

这种配置意味着,将SMA(公)测试端口电缆插入3.5 mm(母)接头时,3.5mm(母)接头准容易受到损害。SMA(阳)连接器对插脚深度和插脚伸出量的容差要求“比较松”。劣质SMA(公)连接器可能会损害3.5 mm(母)校准件。

反过来,用3.5mm的公去连接SMA的母是没有问题的。

而大家在做测试时,通常会用SMA公的电缆去连接3.5mm母的校准件。长期这样使用,是非常容易损坏校准件的。一般校准件的价格非常高,所以, 建议测试电缆用3.5mm公。

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sma转接头射频连接器的发展历程及现状分析

sma转接头,也被人们称作sma适配器,它是转换连接器型号的一种元件,起到了一个桥梁的作用,是射频连接器中比较热门的一款产品之一。关于sma转接头的市场发展情况,是没有办法单独的去分析的,它的市场发展会跟随射频连接器的发展发展,下面我们来看看射频连接器的市场发展情况吧。

德索工程师指出,早在60年代开始,我国便能研制生产RF连接器。直到80年代初达到国际标准研制生产国际通用系列产品,当时主要以国营和集体企业为主,随着经济活跃,开始出现一些民营、合资和外资企业。一步步发展到现在,国内RF连接器生产厂家已过几百家,通用连接器的生产水平已与国外不相上下。未来小型化、高频化、多功能、低驻波、大容量是主要方向和发展趋势。所以sma转接头也是随着连接器市场一样继续发展!

关于sma转接头的市场发展情况分析就介绍到这了,更多与sma转接头相关的文章,我们的射频工程师会陆续整理发布在射频技术频道。如果您需要采购sma转接头系列的射频产品,请拨打我们的热线电话:400-6263-698,专业工程师辅助您的sma转接头采购工作顺利进行。

德索电子,是一家专业的射频连接器厂商,我们所生产sma转接头、sma连接器产品种类较多,备受市场的追捧。我们在长达14年的时间里,一直专注于射频产品的研发,逐渐开发出性价比超高的连接器模式,长期服务于全球多家知名企业,凭借着产品品质在客户心中留下量越好的口碑,致使德索射频连接器持续增长。

来来来,一起瞅瞅SMA连接器冲压过程吧

sma连接器的生产过程中的第一步是冲压,那么您知道冲压的具体过程是什么样的吗?下文中,德索五金电子工程师将重点为您介绍一下sma连接器的冲压过程,希望通过我们的介绍,您可以对sma连接器的冲压有一个深入的认识。

sma连接器的制造过程一般从冲压插针开始。通过大型高速冲压机,电子连接器(插针)由薄金属带冲压而成。大卷的金属带一端送入冲压机前端,另一端穿过冲压机液压工作台缠入卷带轮,由卷带轮拉出金属带并卷好冲压出成品。

阅读完上述内容之后,您对于“来来来,一起瞅瞅SMA连接器冲压过程吧”应该已经明白了,了解更多关于“sma连接器冲压过程”技术内容,请上我们的sma专题页面进行查看,地址:https://www.smajietou.com/tou/。德索五金电子最初的时候,是以射频连接器为核心业务的厂家,至今已有十三年历史,我们所生产的sma射频连接器均通过了ISO认证,符合国际环保要求,用户朋友可以放心的进行采购。

德索公司sma射频同轴连接器系列产品涵盖了sma接头接口、转接头、线材、端子等,有防水的,焊接的,各种属性的,我们接受客户的定制服务,尽可能的满足用户的需求。我们生产的sma连接器产品,销往全球四十多个国家和地区,口碑良好,生产技术成熟,值得用户信赖。

敲黑板!sma接头正确的安装方法是这样滴!

有谁知道sma接头的正确安装方法是什么,sma接头的正确安装,可以延长sma接头产品的使用寿命,降低维护成本,因此了解一些sma接头的安装方法十分必要。下面德索五金电子工程师就来为您讲解一下如何正确的安装sma接头,您可以要看好了,步骤不可乱,六步走轻松完成。

1、电缆内芯焊接在内针上

2、再把冷压管和热缩管穿在电缆上

3、焊好内针的线缆从接头小的那一端穿过

4、将线缆屏蔽层抱住焊线孔

5、冷压管从电缆端往接头端推入,压进屏蔽层

6、用压线钳将冷压管压紧。

网友观点:外围的脚接地,中间的脚接模块的信号输入点,信号输入点你可以根据内置天线的焊点来判断,sma-kwe同轴电缆接头不是为PCB专用的,可以按照普通同轴电缆封装BNC标准库画法。

sma接头的正确安装方法是什么就介绍到这里了,更多sma接头方面的内容请阅读频道其他技术文档。SMA接头好产品,尽在德索五金电子,快来与我们开展一次愉快的合作吧,让您的采购工作完美进行。多款sma接头系列优质产品,在我们官网上可以进行查询,快进去看看吧,不要犹豫了。每一款sma接头均通过ISO认证,符合国际上的环保要求,值得您的信赖。

应对高频段现象的SMA接头的同轴矩形波导转换器设计讲解

这篇文章来自电子专业门户站点,德索工程师阅读完之后,觉得内容十分有意义,可以帮助用户们更好的了解sma接头设计方面的知识,故此转载至网站博客上,供本站用户查阅。希望读完此文之后,您能有所收益。

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连接器选择,这几点要求及电缆性是重点

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选择射频连接器考虑的因素,其中配接电缆和使用频率范围是主要的因素。在工程实践中,小和电缆直径尽可能相近,以最大限度地减少反射。电缆直径和连接器直径之间的区别越大,性能越差。

SMA射频连接器的选择既要考虑性能要求又要考虑经济因素 性能必须满足系统电气设备的要求经济上须符合价值工程要求。

在选择SMA射频连接器原则上应考虑以下四方面:

1、连接器接口(SMA、SMB、BNC等)

2、电气性能、电缆及电缆装接

3、端接形式(PC板、电缆、面板等)

4、机械构造及镀层(工防、商用)

SMA射频连接器电缆性:

1)电视电缆因其屏蔽性能低,通常用于只考虑阻抗的系统,一个典型的应用是电视天线。

2)电视软电缆为电视电缆的变型,它有相对较为连续的阻抗及较好的屏蔽效果能弯曲、价格低 广泛用于电脑业,但不能用于要求有较高屏蔽性能的系统。

3)屏蔽软电缆消除了电感及电容主要用在仪器和建筑上。

4)软性同轴电缆由于其特殊的性能而成为最普遍的密闭传输电缆。同轴意味着信号和接地导体在同一轴上,外导体由细致的编织线构成 ,所以又称编织同轴电缆。此电缆对中心导体有良好的屏蔽效果其屏蔽效果,取决于编织线类型和编织层厚度。除有耐高压特。

5)性外此电缆亦适应在高频及高温条件下使用。

6)半刚性同轴电缆用管状外壳取代了编织层,有效地弥补了编织电缆在高频时屏蔽效果不佳的缺点,频率很高时通常都使用半刚性电缆。

SMA射频连接器电缆装接:

SMA射频连接器安装方法主要有两种:(1)焊接中心导体,旋接屏蔽层。(2)压接中心导体,压接屏蔽层。其它方法部由以上两种方法派生出来,如:焊接中心导体,压接屏蔽层。

SMA射频连接器方法(1)用于没有特殊安装工具的场合;由于压接式装接方法工作效率高,端接性能可靠,且专用压接工具的设计可确保装接出来的每个电缆蛆件部是相同的,所以随着低造价装接工具的发展,焊接中心导体压接屏蔽层将日益受到欢迎。

德索五金电子专业的sma连接器生产厂商,至今已有十六年的sma连接器生产经验,每一款关于sma的连接器产品均通过了ISO认证,符合国际环保要求,并且承诺每一位客户一年内免费享受质保,有需要的用户可以拨打电话:400-6263-698联系我们进行采购。