射频同轴连接器设计要点
射频同轴连接器射频电缆组件工程设计资料
射频同轴连接器射频电缆组件工程设计资料一、射频同轴连接器的工程设计资料:1.连接器选型:在进行射频同轴连接器的工程设计时,首先需要确定连接器的选型。
常见的射频连接器有BNC、N型、SMA型、TNC型等不同规格和型号的连接器。
选型要根据系统的工作频率、功率要求、连接方式等因素进行综合考虑。
2.频率范围:连接器的频率范围是衡量连接器性能的重要指标之一、不同型号和规格的连接器具有不同的频率范围,需要根据系统的工作频率来选择合适的连接器。
一般来说,频率范围越宽,连接器的性能越好。
3.插入损耗:连接器的插入损耗也是衡量连接器性能的重要指标之一、插入损耗是指信号在连接器中传输时损失的功率。
对于要求较低的应用,如低噪声接收系统,插入损耗要求较小;对于要求较高的应用,如高增益发射系统,插入损耗要求较大。
4.电压驻波比(VSWR):电压驻波比是指连接器的信号反射能力。
它是衡量射频传输线路匹配程度的重要指标。
一般来说,VSWR小于1.5的连接器能提供很好的信号传输特性。
5.材料和制造工艺:连接器的材料和制造工艺也会直接影响连接器的性能。
优质的材料能提供更好的机械性能和电性能。
精细的制造工艺能确保连接器的稳定性和可靠性。
二、射频电缆的工程设计资料:1.电缆选型:在进行射频电缆的工程设计时,首先需要确定电缆的选型。
常见的射频电缆有同轴电缆和平衡电缆两种类型。
同轴电缆适用于高频率和高速传输,而平衡电缆适用于低频率和长距离传输。
选型要根据系统的工作频率、功率要求、传输距离等因素进行综合考虑。
2.阻抗:射频电缆的阻抗要与系统的阻抗匹配,以确保信号的传输质量。
常见的阻抗有50欧姆和75欧姆两种,需要根据系统的工作频率和连接器的阻抗来选择合适的电缆。
3.衰减:射频电缆的衰减是指信号在电缆中传输过程中损失的功率。
衰减与电缆本身的特性有关,如电缆的长度、材料、直径等。
在设计中,需要根据系统的衰减要求选择合适的电缆。
4.电缆长度:电缆长度是射频电缆设计中需要考虑的要素之一、电缆长度会影响信号传输的延时,并且过长的电缆会增加信号的衰减。
射频同轴连接器设计和计算
毫米波同轴连接器的结构与特性刘洪扬【摘要】随着毫米波技术的发展与应用,电子设备不断向小型化发展,迫切需要研制毫米波同轴连接器已势在必行。
本文对国外自70年代中期发展的3.5mm连接器直到90年代初发展到1.0mm连接器的产品结构、设计要点和产品性能作了比较详细的论述,并指出了在我国发展毫米波同轴连接器今后研究工作的重点。
【关键词】毫米波连接器结构性能一、前言同轴线和同轴连接器是应用较早的一种元件。
早期认为它的应用范围适合分米直到10厘米波段(即300MHz~3GHz),当波长再短时会出现传输功率容量小,衰减大,制造困难等一系列的缺点。
因此,早期在厘米波段中同轴线几乎完全被波导所代替。
由于技术上的困难,同轴系统被认为是不能应用到毫米波系统上。
这主要还是同轴电缆插入损耗大,当工作频率升高以后有高次杂模出现,使其无法传播电磁信号。
另一方面在一对同轴连接器接头处也会产生较强的电磁波辐射,会造成很大的电磁干扰。
正因为这些原因,就使得同轴线及其连接器无法广泛应用到毫米波频段。
很长一个时期内毫米波主要靠波导来传输。
但是波导频带较窄,甚至在某些情况下,在所给定的频带内,在其边缘还会出现重叠的现象。
由于同轴系统能够传输从直流到超高频频谱的电磁波信号,并且同轴器件具有体积小、重量轻、使用同轴器件组装的系统具有不受物理位置限制等一系列优点,因此又一直吸引着各国的同轴器件专家们去克服同轴系统存在的这些固有的困难。
自第二次世界大战结束到90年代初,同轴连接器的性能没有重要的改进。
SMA是当时使用频率最高的一种小型同轴连接器,工作频率到22GHz、60~70年代重点是发展精密同轴连接器,如14、7、3.5(mm)精密连接器。
精密同轴连接器的研制成功是同轴连接器技术发展史上的一项重大成就。
它使同轴线电压驻波比的测量精度由百分之几提高到千分之几。
这对毫米波连接器技术的发展起了很大的影响。
随着各种新型微波器件的出现,很多电子系统的传输功率不再像电子管时代那样高,再加上精密测量技术的发展和精密机械加工技术的进步,近十几年来,毫米波同轴连接器技术有了突飞猛进的发展。
关于射频同轴连接器基本设计原则的探讨
关于射频同轴连接器基本设计原则的探讨中国电子科技集团公司第四十研究所李明德摘要详细阐述了三项设计原则的来历和具体内容,分析了在应用中遇到的尴尬,因此,提出了预防无源交调(PIM)的设计原则,作为基本设计原则的补充。
关键词基本设计原则接触电阻无源交调(PIM)1引言提起射频同轴连接器基本设计原则,在我国射频连接器行业设计界,人们很快会联想到三项基本设计原则。
在我国,从上世纪七十年代在射频连接器行业“集中设计”开始,直到目前为止,整个行业人们对三项基本设计原则都记忆犹新,应用如初。
三项基本设计原则来源于上世纪六十年代,美国的通用无线电公司(General Radio Company)的T·E·Mackenzie和A·E·Sanderson两位IEEE 资深会员在IEEE会刊:《微波理论与技术》1966年1月号会刊上发表的题为“研制精密同轴标准和元件的一些基本设计原则”(Some Fundamental Design Principles for the Development of Precision Coaxial Standards and Components)长篇论文。
在此文中,首次提出了研制精密同轴标准和元件的三项基本设计原则。
虽然,此文是针对精密同轴标准和元件提出的,但是人们普遍地把这三项基本设计原则作为设计各种射频同轴连接器的设计指南。
从该论文发表至今,四十年过去了。
四十年来,随着科技的进步和发展,世界范围内的无线电行业和通信行业发生了翻天覆地的变化。
那么,人们不禁要问,三项基本设计原则是否过时了,目前还适用么?三项基本设计原则能否全面地指导各种用途的射频同轴连接器的设计?对三项基本设计原则是否需要进行修正和补充,如果需要修正和补充又该如何进行呢?其具体内容是什么?本文试图从这些方面对基本设计原则进行探讨。
2 三项基本设计原则的回顾对于三项基本设计原则,在我国上个世纪七十年代,在行业进行集中设计时,就把三项基本设计原则列为重要的设计参考之一,并普遍列出了它的具体内容。
射频同轴连接器设计理论基础
射频传输线、连接元件和过渡元件简述第一节射频传输线射频同轴连接器的设计一、同轴传输线的特性阻抗1 同轴传输线的特性阻抗的一般公式射频同轴连接器由一段同轴传输线、连接机构绝缘支架组成。
所以,对同轴传输线的特性阻抗有一个比较全面的了解对射频同轴连接器的设计是非常重要的。
同轴传输线特性阻抗的一般公式:Cj G L j R Z ωω++='0 (1)上式中: Z o1—特性阻抗,欧姆R —每单位长度上导体的内部电阻,欧姆/米G —每单位长度上介质的电导,西门子/米L —每单位长度的电感,享/米C —每单位长度的电容,法/米ω=2πff —频率,赫当R=G=0时,公式(1)简化为:CL Z =0 (2) 在微波频率,导体的内部电感是很小的,每单位长度上的电感很接近于每单位长度上的外部电感:d D L ln 21πμ=(3)上式中:L —每单位长度的外部电感,享/米 μ?=μr μo — 介质的导磁率, 享/米 μr —介质的相对导磁率μo =4π×10-7—真空导磁率,享/米 D —外导体的内径 d —内导体的外径单位长度的电容可按下计算:dD C /ln 21πε=(4)上式中:C — 每单位长度电容,法/米ε1 =εr ε0—介质的介电常数,法/米 εr —— 介质的相对介电常数ε0 =1/C o 2μo —真空介电常数,法/米 C O —在真空中的光速 C O =(±)×108,米/秒将公式(3)和(4)代入(2),并只考虑非磁性介质的情况(μr =),可得到:dDZ rln00006.095860.590ε±=(5) 请注意,真空光速:001με=C真空导磁率μo 被任意地规定为严格等于4π×10-7享/米。
根据精确地进行的实验我们知道光速为0±300米/秒,因此,εo 并不严格等于1/36π×10-9,根据公式计算,εo 应为1/π×10-9。
射频同轴连接器设计
相位可调同轴连接器的设计孟世乐【摘要】本文叙述了一种新型连接器——相位可调同轴连接器——的设计原理和设计方法。
该连接器突破原先的连接器长度固定不变的概念,利用一个调节螺套的调节带动连接器的内外导体同时伸缩,可获得0—9㎜的长度变化。
在18GHz时可调节的相位范围超过180°(±90°),调节的相位精度小于3°相位。
调节完成后,两个锁紧螺母使连接器的长度在振动条件下不产生变化。
这种新型连接器可以大大简化相控阵雷达,电子对抗系统及其他需进行相位控制的设备的相位匹配方法并可提高其相位匹配精度。
试验表明,该连接器具有稳定的电气和机械性能,达到了设计目标,可以在各种相位匹配系统中广泛应用。
一、引言在相控阵雷达及电子对抗的相位匹配系统中,要求电缆/连接器组件具有精确的电长度。
随着雷达工作频率的提高,相位匹配精度要求越来越高。
在X波段和Ku波段,这种精度控制变得特别困难。
雷达制造厂家在进行安装调试时要对电缆/连接器组件进行切割、安装及测试。
由于每次切割和安装都难以做到“恰到好处”,所以需进行多次反复才能大致达到要求,而且相位匹配精度也难以提高。
稍有不慎,便会因切割过量而使电缆报废。
对于多单元系统需逐一进行匹配,上述问题就变得更加突出。
使用相位可调同轴连接器不仅可以使上述问题大大简化,而且可以提高相位匹配的精度。
由于连接器的电长度具有一定的变化范围,因此,各匹配单元的电缆/连接器组件可根据分析计算一次切割安装完成,其需要调节的长度可通过调节连接器本身的长度进行补偿。
又由于连接器调节螺套每转一周其长度仅改变0.5㎜左右,所以各单元的相位匹配精度可以大大提高。
调节长度是设计者首先要考虑的问题。
调节长度△l与波长λ、介电常数ε及调节的相位△Q的关系由下式决定△Q=2π △l/λ(1)在Ku波段,要求在18GHz(λ=16.667㎜)时能调节180°相位,对于空气介质ε=1,调节长度△l为△l=△Qλ/2π=8.43(㎜)(2)所以,用于Ku波段的相位可调同轴连接器的调节长度应大于8.43㎜,一般选用9㎜。
50欧高频同轴电缆的射频连接器和接头设计
50欧高频同轴电缆的射频连接器和接头设计射频连接器和接头是50欧高频同轴电缆中至关重要的组成部分。
它们的设计直接影响到电缆的信号传输质量和性能。
在设计过程中,我们需要考虑连接器和接头的特性阻抗、频率范围、材料选择以及机械结构等方面。
本文将从这几个方面详细介绍设计高频同轴电缆的射频连接器和接头的要点。
首先,特性阻抗是射频连接器和接头设计的重要参数。
当信号从一个媒介传输到另一个媒介时,特性阻抗的匹配至关重要,以确保信号的完美传输。
对于50欧高频同轴电缆,我们需要选择特性阻抗为50欧的连接器和接头。
这样才能保证信号在传输过程中不会发生反射和衰减,从而保证信号传输的稳定性和可靠性。
其次,频率范围是另一个需要考虑的因素。
不同的射频连接器和接头有不同的频率范围。
对于50欧高频同轴电缆,我们需要选择能够在高频范围内工作的连接器和接头。
这样才能满足电缆传输信号的需求。
一般来说,常见的高频同轴电缆连接器和接头可以覆盖从DC到18 GHz的频率范围,但也有一些可以扩展到更高的频率范围。
材料选择也是设计射频连接器和接头时需要考虑的重要因素之一。
连接器和接头的材料对信号传输的影响非常大。
常见的材料包括不锈钢、黄铜、铜合金和塑料等。
不同的材料有不同的特性,如导电性、机械强度和耐腐蚀性等。
在选择材料时,我们需要根据具体的应用场景来综合考虑各个方面的影响,并选择最适合的材料。
另外,机械结构也是射频连接器和接头设计的重要方面。
连接器和接头的机械结构不仅需要满足信号传输的要求,还需要方便安装和拆卸。
一般来说,高频同轴电缆的连接器和接头采用螺纹结构,这样可以确保连接的稳固性和可靠性。
此外,还需要考虑连接器和接头的尺寸和重量。
连接器和接头应尽可能小巧轻盈,以适应不同的应用场景。
除了上述要点,还有一些其他的设计考虑因素,如防水性能、温度范围和可靠性等。
在设计射频连接器和接头时,我们需要综合考虑这些因素,以确保连接器和接头能够满足具体的应用需求。
射频同轴连接器设计和计算
毫米波同轴连接器的结构与特性刘洪扬【摘要】随着毫米波技术的发展与应用,电子设备不断向小型化发展,迫切需要研制毫米波同轴连接器已势在必行。
本文对国外自70年代中期发展的3.5mm连接器直到90年代初发展到1.0mm连接器的产品结构、设计要点和产品性能作了比较详细的论述,并指出了在我国发展毫米波同轴连接器今后研究工作的重点。
【关键词】毫米波连接器结构性能一、前言同轴线和同轴连接器是应用较早的一种元件。
早期认为它的应用范围适合分米直到10厘米波段(即300MHz~3GHz),当波长再短时会出现传输功率容量小,衰减大,制造困难等一系列的缺点。
因此,早期在厘米波段中同轴线几乎完全被波导所代替。
由于技术上的困难,同轴系统被认为是不能应用到毫米波系统上。
这主要还是同轴电缆插入损耗大,当工作频率升高以后有高次杂模出现,使其无法传播电磁信号。
另一方面在一对同轴连接器接头处也会产生较强的电磁波辐射,会造成很大的电磁干扰。
正因为这些原因,就使得同轴线及其连接器无法广泛应用到毫米波频段。
很长一个时期内毫米波主要靠波导来传输。
但是波导频带较窄,甚至在某些情况下,在所给定的频带内,在其边缘还会出现重叠的现象。
由于同轴系统能够传输从直流到超高频频谱的电磁波信号,并且同轴器件具有体积小、重量轻、使用同轴器件组装的系统具有不受物理位置限制等一系列优点,因此又一直吸引着各国的同轴器件专家们去克服同轴系统存在的这些固有的困难。
自第二次世界大战结束到90年代初,同轴连接器的性能没有重要的改进。
SMA是当时使用频率最高的一种小型同轴连接器,工作频率到22GHz、60~70年代重点是发展精密同轴连接器,如14、7、3.5(mm)精密连接器。
精密同轴连接器的研制成功是同轴连接器技术发展史上的一项重大成就。
它使同轴线电压驻波比的测量精度由百分之几提高到千分之几。
这对毫米波连接器技术的发展起了很大的影响。
随着各种新型微波器件的出现,很多电子系统的传输功率不再像电子管时代那样高,再加上精密测量技术的发展和精密机械加工技术的进步,近十几年来,毫米波同轴连接器技术有了突飞猛进的发展。
射频同轴连接器设计与工艺流程
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RF Coaxial Connectors Presentation射频同轴连接器
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7 / 30 / 2019
王氏管理培训教材
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Content
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HistoryCharacterStructureSeriesSpecification
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SMZ (Type 43)
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DC 6GHz
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General Structure
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Structure
现代射频同轴连接器优化设计技术
现代射频同轴连接器优化设计技术1 引⾔射频同轴连接器是微波领域中重要的射频传输元件,因其频带宽、连接⽅便可靠、性能优越、成本低廉,在微波通信设备、仪器仪表及武器系统中得到⼴泛应⽤。
近⼏年来随着现代通信技术的飞速发展,整机设备对射频同轴连接器的技术要求越来越⾼,宽频带、低驻波、⼩型化、多功能、⾼可靠、快速连接等等,新的连接器品种应运⽽⽣、层出不穷,这也对连接器产品的设计提出了更⾼的要求。
射频同轴连接器的设计优化包括对连接器多⽅⾯功能及价值的分析改进,以达到质优、价廉,并且缩短试制周期。
优化技术适⽤于射频同轴连接器的结构设计、尺⼨精度的确定、性能参数的提升等⽅⾯。
通过优化,寻求和确定最佳参数,保证连接器使⽤功能和可靠性要求。
随着微波技术的发展,整机系统要求连接器具有更多的附加功能,如滤波(隔直、防雷等)、整流、衰减等;另⼀⽅⾯整机系统信号频率在不断提⾼,对信号传输部分的损耗和电压驻波⽐也有了更⾼的要求。
因此电性能的提升逐渐成为射频同轴连接器设计优化⼯作的重点和难点。
随着计算机技术的飞速发展,仿真技术也步⼊了⼀个新的时代,原来只有中、⼩型计算机或专业⼯作站上才能运⾏的仿真软件现在也可以在微机上⽤了,这样就给仿真技术的普及创造了有利条件。
另⼀⽅⾯,仿真软件在不断过发展完善,新的软件层出不穷,Ansoft HFSS和ADS等传统三维电磁仿真软件功能也在不断强化,仿真精度越来越⾼,优化结果越来越接近实际数值。
这些⽆疑给连接器的仿真和优化设计创造有极为有利的条件。
时域测量分析是进⾏微波传输系统缺陷分析的有效⽅法之⼀。
通过时域测量,可获得沿传输线的阻抗变化、集中反射点位置、集中反射点的电特性等数据,这对于分析和优化连接器设计是⾮常有利的。
通过对时域测量数据的分析,找出连接器设计结构当中不匹配点并对其进⾏逐⼀调整和优化,以达到提⾼电性能的⽬的。
时域测量的定位精度和响应分辨率直接关系到时域分析结果的准确性,⽽响应分辨率与微波测试设备的频宽、采样速率有直接的关系。
射频同轴连接器基础知识及设计要点
主要内容主要从两个方面进行介绍: 一、射频同轴连接器基础知识
1 射频同轴连接器的基本概念 2 射频同轴连接器的发展历史 3 射频同轴连接器的基本结构要素 4 射频同轴连接器所使用的频率范围 5 射频同轴连接器的分类 6 射频连接器的选材及镀层 7 射频连接器的主要技术指标 8 射频同轴连接器命名方法 二 、射频同轴连接器的设计要点
射频同轴连接器的基本结构要素
射频同轴连接器所使用的频率范围
射频同轴连接器的分类
射频同轴连接器的分类
射频连接器的主要技术指标
射频同轴连接器命名方法
1 射频同轴连接器的基本设计原则 2 射频同轴连接器及其组件主要采用的总规范(通用规范) 3 射频同轴连接器主要设计指标
1 .射频同轴连接器的基本概念
1.1射频同轴连接器RF connector
射频同轴连接器是使用频率在几十兆赫兹以上,装接在电缆上、PCB 上或安装在设备面板上的一 类具有同轴结构的连接器, 它是通过插头和插座的机械啮合和分离来实现传输系统射频信号的电 气连接和分离功能。
射频同轴连接器广泛应用于通讯、雷达、导航等军用、民用无线电系统中,在互连天线、射频 发射机和射频接收机中也是传输射频信号的关键元件。
射频同轴连接器的发展历史
射频同轴连接器的基本结构要素射频同轴连接器的基本结构源自素射频同轴连接器的基本结构要素
射频同轴连接器的基本结构要素
射频同轴连接器的基本结构要素
射频同轴连接器设计01第2部分(6-10)A
77射频同轴转接器的设计吴秉钧 韩梅英1 前言八十年代初,根据型号任务要求,我们在国内最先开展了红七信标机和地面设备用OSM (即SMA )射频同轴连接器的研制任务。
经过课题组全体同志数年努力和反复改进,使连接器的各项机电性能接近和达到国外同类产品水平,八九年获部科技进步二等奖。
十余年来,我们根据市场需求,不断开发新产品,到目前为止,已开发了APC-7、N 、L16、SMA 、TNC 、BNC 、SMB 、SMC 、K 、2.4mm 、MCX 等系列连接器、转接器、精密电缆组件及部分微波元件近五百种,除满足型号任务需要外,还提供给国内外近百个单位使用。
由于SMA 射频连接器的研制成功和广泛应用,许多用户为解决部件性能测试,提出了SMA 与SMA 、N 型、APC-7等系列内和系列间转接器的要求,所以我们首先开展了SMA 与SMA 及N 型转接器的研制和设计,十几年来历经四次改进提高,不仅在电性能,而且在机械性能,特别是可靠性方面都有很大提高。
随着产品质量的提高,用户的需求也不断增加。
因此决定先对下列六种转接器进行设计定型,其中包括SMA 系列内转接器两种,SMA 与N 型系列间转接器四种,它们是:SMA-50JJ 、SMA-50KK 、N/SMA-50JJ 、N/SMA-50JK 、N/SMA-50KJ 、N/SMA-50KK 。
2 射频同轴转接器设计2.1 设计原理射频同轴连接器、转接器作为同轴传输线的连接元件,对其最基本的要求是与传输线特性阻抗的良好匹配,以减小能量的反射,所以在同轴连接器、转接器的设计中,必须遵循下列三条原则,这关系着连接器、转接器电性能优劣的关键所在。
2.1.1 在同轴传输线方向上尽可能保持一致的特性阻抗通常同轴传输系统是一个阻抗连续分布并保持不变的系统,如果由于同轴转接器的引入使传输系统在该处的阻抗发生变化,则会影响系统的性能。
当转接器特性阻抗偏离传输系统的特性阻抗时,而引起的转接器电压驻波比变化为O OZ Z VSWR ∆+=1式中:△Z O 为特性阻抗的偏离值Z O 为特性阻抗2.1.2 不连续性的共面补偿连接器或转接器的设计中,为了固定内、外导体的相对位置,必须要加介质支撑。
(整理)射频同轴连接器设计.
精品文档精品文档降低LQ型射频连接器电压驻波比的研究李明德【摘要】 LQ型射频密封连接器,主要用在大、中功率米波电视天馈系统连接电缆传输电视信号。
其电压驻波比(VSWR)在0~1GHz频率范围内为1.07~1.10,不能满足分米波电视的要求。
本文对目前国内流行的LQ型连接器的双支撑、外衬式、内衬式三种基本结构,做了具体分析。
找出了多支撑、多阶梯、多介质是影响VSWR的主要因素,并进行了改进。
新设计的LQ型连接器,不仅保持了原有各种性能,且大大降低了VSWR,使在0~1GHz频率范围内,VSWR为1.03~1.05,满足了分米波电视天馈系统的需要,达到了目前国际上同类产品的水平。
一、引言LQ型射频密封连接器,主要用在大、中功率米波电视天馈系统连接主、分馈电缆传输电视信号,或用于其它通信设备。
连接器上备有充气孔,供电缆充入干燥空气或惰性气体,达到密封防潮保持电气性能的目的。
特性阻抗分为50Ω和75Ω两种。
为了满足广播电视事业发展的需要,在七十年代末和八十年代初我国陆续研制了一系列米波段LQ型射频密封连接器,至今仍在使用。
其主要电气性能如表1。
表1随着广播电视事业的发展,迫切需要发展我国的分米波彩色电视系统,使其接近或达到目前国际上同类产品水平。
对于射频密封连接器,分米波段与米波段的主要区别是适用频率范围不同,对VSWR的要求不同,其它性能两者类同。
分米波电视天馈系统对射频密封连接器的要求是在0~1GHz频率范围内,电缆组件具有低VSWR性能,即短段电缆(约50cm)配接一对连接器和一对测试用转接器,其VSWR≤1.05。
米波段LQ型连接器VSWR 最低才达1.07,显然不符合要求。
但是其螺纹连接的接口型式,由于连接方便、接触可靠、性能稳定,仍为一种比较好的连接结构形式,在国外也广为采用。
对此,如何降低LQ型连接器的VSWR,使其满足分米波电视天馈系统的要求,成为必须解决的主要问题。
分米波密封连接器,由于工作频率的提高,精确地进行设计是必要的,要降低VSWR,按照射频连接器的设计原则应满足以下要求:1. 保持特性阻抗的均匀性。
低损耗射频同轴连接器设计方案介绍
1.5 .1阻抗与传输线匹配技术研究
在低 损 耗 射 频 同轴连接器设计时,一是要考虑使其相邻的不连续段之间的 特 性阻抗要 匹配 ;二是要考虑与相配的同轴电缆的特性 阻抗要匹配,否则 ,将 造成 连接器的较大损耗。本次课题研究的特性阻抗为 5052。由于当连接器各截 面特 性阻抗与传输线阻抗匹配误差较大时,连接器会在失配面产生较大的反射, 并最 终影响产品的损耗性能。故本课题将阻抗匹配技术研究作为其中一个内容。
学位论文储签名:三匆
日期:知 ‘年 s 月 12-日
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华 中科技 大学硕 士 学位 论 文
器不 同于低频连接器,它在将信号连通的同时还必须要求反射最小,衰减最小 。
射 频 同轴 连接器的插入损耗包括失配 (反射 )损耗和衰减 (耗散)损耗。 失配损耗是指连接器与所接入的传输线完全匹配时所吸收的功率与连接器和所 接入的传输线失配时所吸收的功率之比;衰减是在完全匹配条件下,进入连接 器的功率与其输出功率之 比。连接器的衰减又可分为绝缘介质内部传输损耗及 各连接面的泄漏损耗。要想降低射频同轴连接器的损耗,必须对这几个方面的
rf射频同轴连接器电路设计__概述说明以及解释
rf射频同轴连接器电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在无线通信系统中,射频(RF)同轴连接器电路设计是关键的组成部分。
它负责连接天线和设备之间的信号传输,并确保高质量的数据传输和通信质量。
因此,了解RF射频同轴连接器电路设计的原理、工作方式以及设计要点和考虑因素对于确保无线通信系统正常运行至关重要。
1.2 文章结构本文将从三个方面来介绍RF射频同轴连接器电路设计。
首先,在第2节中,我们将提供一般性的正文部分,其中包括有关无线通信系统的背景知识和相关原则。
然后,在第3节中,我们将深入探讨RF射频同轴连接器电路设计的重要性和应用领域,并详细介绍其基本原理和工作方式。
最后,在第4节中,我们将探讨设计这种连接器电路时需要考虑的关键要点和因素。
1.3 目的撰写本文旨在提供一个全面且清晰的概述,以帮助读者了解RF射频同轴连接器电路设计的重要性、原理、工作方式以及涉及其中的考虑因素。
通过阅读本文,读者将能够了解设计RF射频同轴连接器电路的要点,并为未来研究和实际应用提供基础知识。
通过深入研究并掌握这些核心概念,我们将进一步推动无线通信系统的发展和优化。
2. 正文正文部分将详细介绍RF射频同轴连接器电路设计的相关内容。
在进行电路设计时,我们需要考虑一系列因素,包括应用领域、基本原理和工作方式、设计要点以及考虑因素等。
首先,我们将介绍RF射频同轴连接器电路设计的重要性和应用领域。
RF射频同轴连接器广泛应用于无线通信系统、微波系统以及一些测量仪器中。
它们具有良好的屏蔽性能和高频传输特性,能够有效地提供稳定的信号传输,并且适合在复杂环境下使用。
接下来,我们将讨论RF射频同轴连接器电路设计的基本原理和工作方式。
在RF 射频同轴连接器中,内部导体通过同轴结构与外部导体隔开,并且被绝缘材料包裹。
这种结构可以减小功率损耗并保护信号免受外界干扰。
同时,连接器还使用螺纹或插入式插头来实现牢固可靠的物理连接。
然后,我们将探讨RF射频同轴连接器电路设计时需要考虑的要点和因素。
最新射频同轴连接器射频电缆组件工程设计资料汇编
最新射频同轴连接器射频电缆组件工程设计资料汇编射频同轴连接器和射频电缆组件是通信领域中非常关键的元器件,用于连接各种射频设备,传输高频信号。
工程设计资料的汇编可以提供工程师们关于设计、选择和使用这些元器件的相关信息。
以下是一份包含最新射频同轴连接器和射频电缆组件工程设计资料的汇编,共计1200字以上。
一、射频同轴连接器1.射频同轴连接器的种类射频同轴连接器有许多不同的种类,包括SMA、SMB、SMC、BNC、TNC、N型、F型等。
每种连接器都有自己的特点和适用范围。
2.射频同轴连接器的参数和性能在选择射频同轴连接器时,需要考虑其频率范围、阻抗匹配、插入损耗、反射损耗、耐压电平等参数和性能指标。
这些参数和性能直接影响连接器的使用效果。
3.射频同轴连接器的安装和使用注意事项安装射频同轴连接器时,需要注意连接器的正确性和紧固度,以防止信号的干扰和泄漏。
此外,还应注意正确选择和使用正确的工具和配件。
4.射频同轴连接器的维护和保养射频同轴连接器在使用过程中需要进行定期的维护和保养,包括清洁连接器内部和外部,检查连接器的电气和机械性能等。
这样可以提高连接器的使用寿命和性能。
二、射频电缆组件1.射频电缆的参数和特性射频电缆有不同的参数和特性,包括阻抗、噪声系数、频率范围、损耗、屏蔽效果等。
选择合适的射频电缆对于信号传输和干扰抑制非常重要。
2.射频电缆连接器的种类和选择射频电缆连接器有很多种类,包括BNC、SMA、SMB、MCX、MMCX等。
不同类型的连接器适用于不同类型的射频电缆,选择合适的连接器可以提高连接的可靠性和性能。
3.射频电缆组件的布线和安装射频电缆组件的布线和安装需要考虑电缆的路径、长度、弯曲半径等因素,以确保信号的传输质量和连接的可靠性。
此外,还应注意电缆的固定和防护。
4.射频电缆组件的测试和调试在射频电缆组件安装完成后,需要进行测试和调试,包括连接器的电阻、滤波器的频率响应、信号衰减等。
这些测试和调试可以检查连接组件的性能,确保系统的正常工作。
射频同轴连接器的优化设计
第6期2022年12月机电元件ELECTROMECHANICALCOMPONENTSVol 42No 6Dec 2022收稿日期:2022-01-24射频同轴连接器的优化设计周小飞,黄 浩(成都四威高科技产业园有限公司,四川成都,611731) 摘要:本文从射频同轴连接器的优化设计入手,提出了射频同轴连接器的设计需要从可靠性、可行性和经济性三个方面进行考虑,通过对射频同轴连接器结构设计中常见的几种结构的举例分析,阐述了优化设计在提高连接器产品的质量可靠性、生产可行性和经济性三方面的体现。
关键词:射频同轴连接器;优化设计Doi:10.3969/j.issn.1000-6133.2022.06.005中图分类号:TN784 文献标识码:A 文章编号:1000-6133(2022)06-0018-031 前言在对射频同轴连接器的设计中必须要考虑到可靠性、可行性和经济性三个主要方面,其中可靠性方面的设计除了主要考虑的是零件结构的可靠性及整体装配后的结构的可靠性,还要充分考虑产品的批量可靠性,由于射频同轴连接器属于高精密、大批量的小型产品,对批量的质量可靠性的考虑是十分重要的。
可行性方面的设计主要考虑的是零件加工的可行性、装配实现过程的可行性,以最终保证整体产品的质量。
经济性方面的设计主要考虑的是如何在保证质量可靠性的前提下,最大化的提高零件的加工经济性,这方面在大批量生产中体现的尤其重要,具体体现在零件的加工过程及后期处理过程,和后期的装配实现过程,必须实现高效率、高质量、低成本的原则。
因此,在对射频同轴连接器的设计时必须充分采用优化设计,以实现设计出的连接器产品具有极高的可靠性、可行性和经济性。
下面通过对比介绍一些射频同轴连接器设计中一些常用结构的优化设计案例,来说明优化设计在射频同轴连接器设计中所体现的可靠性、可行性和经济性。
2 优化设计举例2.1 电缆头连接器连接电缆的尾附结构的优化设计射频同轴连接器产品中最常见的一类产品就是连接电缆的电缆头连接器,它是用于连接适配的射频同轴电缆,以最终形成电缆组件的一类产品,对射频同轴电缆头连接器的设计中主要的一部分是对配接电缆的尾附结构的设计,一般由设有连接螺纹的外壳、与电缆焊接的焊接套和设有连接螺纹锁紧套三部分组成。
射频同轴连接器设计
IEC1141-1992《射频同轴连接器的上限频率》1 范围本技术报告介绍了关于测定射频同轴连接器的绝缘支撑、连接器和连接器对的一阶可能的高次模(非TEM)的两种测量方法。
一种方法是传输测量技术而另一种是自动反射测量技术。
两种技术已用于测定各种同轴连接器的谐振。
两种测试技术得出的结果本报告均已包括。
本报告给出了关于7mm、3.5mm、2.9mm、2.4mm、2.0mm、SMA和N型同轴连接器的谐振频率曲线,并附加了参考文献论文。
2 传输测量技术本文介绍了一种传输测量技术和一测试线路用于测量同轴系统的高次模,该技术应用专用的测试装置研究同轴连接器中的谐振状况。
在精密地测量模谐振中的一个决定因素很大程度上取决于试验装置配置中信号源和检波器的良好隔离。
测试线路是一个在输入和检测端用圆锥形方式过渡的完全同轴电路排列。
在圆锥形过渡和测试端口之间采用了专用的衰减器衬垫。
(细节可以从瑞士PTT得知)。
图1和图2示出了用于测试绝缘支撑或连接器对的传输测试线路和一个推广的测试夹具。
一个可调电抗螺钉放置在接近测试端口作为模激励器。
测试夹具(见图2)中用的典型衰减器在其外同轴导体中为吸收性的元件。
这种电路排列预防在试验中的绝缘支撑/连接器的组合件和检波器与输入端之间的任何模的相互影响。
为了确立标准条件,应当用在测试端口连接在一起的标准空气线进行小规模试验,而可调电抗螺钉处于完全退回的状态。
在这样条件下,未发现同轴线中有模变(非TEM)。
当可调电抗螺钉插入7mm试验配置的同轴线中一个小的增量时,谐振模频率出现在同轴线的理论上的一阶高次模(TE11)频率处,即19.5GHz。
增大螺钉电抗会导致加在同轴空气线上的电抗的谐振频率的降低,要迫使试验中的绝缘支撑或连接器产生它们的谐振,以上做法是必须要求的。
为了更精确地确定试验条件,受试绝缘支撑的插入点与电抗螺钉之间的距离“A”约为同轴系统外径的1.5~2.5倍。
在某些情况下可以在试验中绝缘支撑的每边都安装螺钉以消除与连接器连接机构的机械干扰。
射频同轴连接器设计理论基础
射频传输线、连接元件和过渡元件简述第一节射频传输线射频同轴连接器的设计一、同轴传输线的特性阻抗1 同轴传输线的特性阻抗的一般公式射频同轴连接器由一段同轴传输线、连接机构绝缘支架组成。
所以,对同轴传输线的特性阻抗有一个比较全面的了解对射频同轴连接器的设计是非常重要的。
同轴传输线特性阻抗的一般公式:Cj G L j R Z ωω++='0 (1)上式中: Z o ¹—特性阻抗,欧姆R —每单位长度上导体的内部电阻,欧姆/米G —每单位长度上介质的电导,西门子/米L —每单位长度的电感,享/米C —每单位长度的电容,法/米ω=2πff —频率,赫当R=G=0时,公式(1)简化为:CL Z =0 (2) 在微波频率,导体的内部电感是很小的,每单位长度上的电感很接近于每单位长度上的外部电感:dD L ln 21πμ=(3) 上式中: L —每单位长度的外部电感,享/米μІ=μr μo — 介质的导磁率, 享/米μr —介质的相对导磁率μo =4π×10-7—真空导磁率,享/米 D —外导体的内径 d —内导体的外径单位长度的电容可按下计算:dD C /ln 21πε=(4)上式中:C — 每单位长度电容,法/米 ε1 =εr ε0—介质的介电常数,法/米 εr —— 介质的相对介电常数ε0 =1/C o 2μo —真空介电常数,法/米 C O —在真空中的光速 C O =(±)×108,米/秒将公式(3)和(4)代入(2),并只考虑非磁性介质的情况(μr =),可得到:dDZ rln00006.095860.590ε±=(5) 请注意,真空光速:001με=C真空导磁率μo 被任意地规定为严格等于4π×10-7享/米。
根据精确地进行的实验我们知道光速为0±300米/秒,因此,εo 并不严格等于1/36π×10-9,根据公式计算,εo 应为1/π×10-9。
射频同轴连接器设计和计算
,毫米波同轴连接器的结构与特性刘洪扬【摘要】随着毫米波技术的发展与应用,电子设备不断向小型化发展,迫切需要研制毫米波同轴连接器已势在必行。
本文对国外自70年代中期发展的3.5mm连接器直到90年代初发展到1.0mm连接器的产品结构、设计要点和产品性能作了比较详细的论述,并指出了在我国发展毫米波同轴连接器今后研究工作的重点。
【关键词】毫米波连接器结构性能一、前言同轴线和同轴连接器是应用较早的一种元件。
早期认为它的应用范围适合分米直到10厘米波段(即300MHz~3GHz),当波长再短时会出现传输功率容量小,衰减大,制造困难等一系列的缺点。
因此,早期在厘米波段中同轴线几乎完全被波导所代替。
由于技术上的困难,同轴系统被认为是不能应用到毫米波系统上。
这主要还是同轴电缆插入损耗大,当工作频率升高以后有高次杂模出现,使其无法传播电磁信号。
另一方面在一对同轴连接器接头处也会产生较强的电磁波辐射,会造成很大的电磁干扰。
正因为这些原因,就使得同轴线及其连接器无法广泛应用到毫米波频段。
很长一个时期内毫米波主要靠波导来传输。
但是波导频带较窄,甚至在某些情况下,在所给定的频带内,在其边缘还会出现重叠的现象。
由于同轴系统能够传输从直流到超高频频谱的电磁波信号,并且同轴器件具有体积小、重量轻、使用同轴器件组装的系统具有不受物理位置限制等一系列优点,因此又一直吸引着各国的同轴器件专家们去克服同轴系统存在的这些固有的困难。
】自第二次世界大战结束到90年代初,同轴连接器的性能没有重要的改进。
SMA是当时使用频率最高的一种小型同轴连接器,工作频率到22GHz、60~70年代重点是发展精密同轴连接器,如14、7、(mm)精密连接器。
精密同轴连接器的研制成功是同轴连接器技术发展史上的一项重大成就。
它使同轴线电压驻波比的测量精度由百分之几提高到千分之几。
这对毫米波连接器技术的发展起了很大的影响。
随着各种新型微波器件的出现,很多电子系统的传输功率不再像电子管时代那样高,再加上精密测量技术的发展和精密机械加工技术的进步,近十几年来,毫米波同轴连接器技术有了突飞猛进的发展。
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③与外壳做成 整 体,降 低 了 过 去 两 体 压 配 面 间 的接触电阻;
④可承受较大轴向连接压力。 (2)中 心 导 体 接 插 部 位 设 计 除了平接头以 外,所 有 射 频 同 轴 连 接 器 中 心 导 体 的 连 接 形 式 都 是 以 接 插 头 形 式 连 接 的 ,如 图 11 所 示。
SomedesignartforRFcoaxialconnectors
FengLiangping XuLan
(ShangHaiTOKO ElectronElementCo.,Ltd.201801)
Abstract:Thispaperinvestigatedreflectionproblematisolatesupportandsizeabruptofin-outconductofcoaxialconnectors,throughtheanalysisandresearchof microwavetransmittheoryand EDAdesignofHFSS.Finally,itsolvedthecompensationproblemoffourmajorreflectionsources. SomeinstancesofstructuredesignofRFcoaxialconnectorsarepresented. Keywords:RFcoaxialconnector,isolatesupports,co-planecompensative,simulateinvestigated.
(5)
K75Ω =3.04
42
国外电子测量技术
第 24 卷
图8 台阶式过渡轴向错位
为了验证上述结 论,取 出 N 型 转 SMA 型 的 台 阶 过 渡处一段图,进行 仿 真 计 算,再 对 尺 寸 修 正 完 善,得 到图9所示验证结果。
图10 外导体开槽与不开槽的结构图
图9 N 型转 SMA 型的台阶过渡仿真结果
图11 接插头形式连接的中心导体
要 求 介 质 支 撑 材 料 的 密 度 一 致 性 要 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 6/ε0rlndD
(3)
式中εr为介质支撑 的 介 电 常 数,则 50Ω 连 接 器
第24卷 第11期 2005 年 11 月
国外电子测量技术 ForeignElectronic MeasurementTechnology
Vol.24,No.11 Nov.,2005
研究与设计
射频同轴连接器设计要点
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。较好地解决了四大反射源的补偿问题。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 仿真验算
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:50Ω 和75Ω。各 种同轴电缆其特性阻抗都有公差范围,一般来讲,50Ω 软性电缆公差为±2Ω,75Ω 软性电缆公差为±3Ω,而 50Ω 半硬性电缆的特性阻抗公差在±1.5Ω 以内。
同 轴 连 接 器 的 特 性 阻 抗 (空 气 介 质 时 )为 :
Z0= /6ε00lndD
(1)
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 ;ε0 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ε0=1.000536,一 般 情 况 下 计 算 Z0时,都 把 ε0 值 近似取为1。则50Ω 连接器的 D/d值为:
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国外电子测量技术
第 24 卷
1lndD =Z060/εr =50 6/02.04=1.19023
D 2d
=ln-11.1902=3.29
4
(4)
总 阶 梯 电 容 最 小 (如 图 2),结 构 见 图 3。
2 介质支撑的设计与共面补偿
图3 总阶梯电容最小的结构
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 εr和 空 气 ε0的 差 别,要保证每个截 面 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1 介质支撑常见形式
从以 上 几 种 形 式 看 出,在 放 介 质 支 撑 的 地 方, 内、外导体形成了 槽,几 何 形 状 上 出 现 了 阶 梯,正 因 为 这 些 阶 梯 ,必 然 引 入 了 不 连 续 电 容 。
图2表示了图1中a、b、c不同方案下的 不 连 续 电容:
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 ,为 达 到 极 宽 频 带 内 剩 余 反 射 很 小 ,要 对少量不连续电容作共面补偿。共面补偿就是在出 现不连续的面上 引 进 补 偿,如 图 4 所 示。 它 是 在 图 3 的 基 础 上 进 行 了 改 进,即 在 介 质 支 撑 与 空 气 交 界 的端面上将介质挖 去 一 部 分 (构 成 圆 环 凹 槽),形 成 小电感来补偿阶梯不连续电容。
4 控制连接器的开口部尺寸
(1)连 接 器 标 准 中 的 “机 械 电 气 基 准 面 ” 这 个 面 非 常 重 要 ,它 是 在 连 接 状 态 下 承 担 轴 向 力 和电导通的基准面,又是连接器口部设计的基准面。 对 于 外 导 体 口 部 接 触 处,过 去 很 多 型 号,如 7/ 16型、N 型,都 用 弹 性 良 好 的 青 铜 材 料 做 成 开 槽 形 式,现在都改进了,采 用 黄 铜 材 料 不 开 槽 结 构 形 式, 并 与 外 壳 做 成 一 体 ,如 图 10 所 示 。 因 为 现 在 多 数 工 厂 都 有 先 进 的 数 控 车 床 ,加 工 时 能保证口部接触面与轴线很垂直,保证电接触良好。 这种结构有几个优点: ①省去了昂贵的青铜材料; ②节省了加工时间;
D d
=ln-15600=2.300902.3
(2)
为了 支 撑 和 固 定 中 心 导 体 与 外 导 体 的 相 对 位
置 ,内 外 导 体 之 间 必 须 设 计 有 介 质 支 撑 ,目 前 介 质 支
撑 材 料 有 :聚 四 氟 乙 烯 、聚 乙 烯 、聚 苯 乙 烯 。
因为介质支撑 的 重 量 对 电 性 能 影 响 极 大,这 就
2005 年 第 11 期
冯良平 等:射频同轴连接器设计要点
41
图6 锥体过渡补偿方法
例如在7/16型 转 2.9 型,7/16 型 转 2.4 型 的 转 接 器 中 才 出 现 这 种 情 况 。 这 类 转 接 器 ,由 于 7/16 型 使 用频率比较低(如1GHz~4GHz),所 以 将 锥 体 过 渡 改为直角台阶轴向错位(图 7b),电性能(VSWR)也 近似相同。
以聚
四
氟乙
烯为
介
质时
计算
得
D比 d
值近
似
为 3.29。
作者简介:
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有限公司微波技术部技术员。
从图5仿真验算结果可清楚看出,(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。
图2 不同方案下的不连接电容
各种具体加工的方案引起的不连续电容数值是 不 一 样 的 ,采 用 恰 当 的 内 、外 导 体 槽 深 度 组 合 能 使 不 连续 电 容 减 至 最 小。 图 2 表 示 出 4FR 支 撑 端 面 不 连续电容与外导 体 槽 深 比 例 的 关 系 曲 线。 设:外 导 体内径标称尺寸是 Φ7,内导体外径标称尺 寸 为 Φ3, 并 使 支 撑 处 截 面 特 性 阻 抗 为 50Ω。 当 内 导 体 上 不 切 槽(图1中c),只在外导 体 内 径 上 切 槽,令 其 状 态 槽 为 h0,则图2中曲线表明外导体槽深h是h0的25% 左右,而 内 导 体 槽 深 度 在 保 证 其 截 面 特 性 阻 抗 为 50Ω 前提下可计算出来。这种内、外导体深度组 合,
图7 DD'=5.48锥体过渡与台阶过渡 VSWR 曲线
通 过 比 较 ,图 7(b)略 好 一 些 。
(2)台 阶 式 过 渡 轴 向 错 位 (见 图 8)
有 关 实 验 表 明,当DD'-3 时 通 常 采 用 台 阶 式 轴
向错位 Δ 的方式来补偿阶梯电容,效果比较明显。
Δ=KD'lnDD' K50Ω =3.09
图5 VSWR 与f关系曲线
3 连接器内、外导体大尺寸向小尺寸过渡问题
内、外导体大尺 寸 向 小 尺 寸 过 渡 的 结 构 形 式 在 连接器设计中经常 出 现,导 体 的 截 面 突 变 处 引 起 阶 梯 电 容 产 生 反 射 很 大 ,所 以 必 须 进 行 补 偿 。
(1)锥 体 过 渡 补 偿 方 法 (见 图 6) 这 种 过 渡 方 法 ,斜 角 α越 小 ,过 渡 段 越 长 ,加 工 越 困难,浪费原材料,而且装配时轴向尺寸也不易控制。 从 电 性 能 上 看 ,这 种 方 法 补 偿 频 带 很 窄 ,现 在 普 遍不采用。只有在DD'>5.48 情 况 下 采 用 (见 图 7),