تجزیه و تحلیل شکست و بهبود اتصال کواکسیال RF

کانکتورهای کواکسیال RF به عنوان بخش مهمی از اجزای غیرفعال، ویژگی‌های انتقال پهنای باند خوب و انواع روش‌های اتصال راحت دارند، بنابراین به طور گسترده در ابزار آزمایش، سیستم‌های سلاح، تجهیزات ارتباطی و سایر محصولات استفاده می‌شوند.از آنجایی که کاربرد کانکتورهای کواکسیال RF تقریباً در تمام بخش های اقتصاد ملی نفوذ کرده است، قابلیت اطمینان آن نیز توجه بیشتری را به خود جلب کرده است.حالت های خرابی اتصالات کواکسیال RF تجزیه و تحلیل می شود.

پس از اتصال جفت کانکتور نوع N، سطح تماس (صفحه مرجع الکتریکی و مکانیکی) هادی خارجی جفت کانکتور با کشش رزوه در برابر یکدیگر سفت می شود تا مقاومت تماس کوچکی حاصل شود (<< 5 متر Ω).قسمت پین هادی در پین به سوراخ هادی در سوکت وارد می شود و تماس الکتریکی خوبی (مقاومت تماس کمتر از 3m Ω) بین دو هادی داخلی در دهانه هادی در سوکت حفظ می شود. خاصیت ارتجاعی دیوار سوکت.در این زمان، سطح پله هادی در پین و وجه انتهایی هادی در سوکت فشرده نمی شود، اما یک شکاف کمتر از 0.1 میلی متر وجود دارد که تأثیر مهمی بر عملکرد الکتریکی و قابلیت اطمینان دارد. کانکتور کواکسیالحالت اتصال ایده آل جفت اتصال دهنده نوع N را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: تماس خوب هادی خارجی، تماس خوب هادی داخلی، پشتیبانی خوب از پشتیبانی دی الکتریک به هادی داخلی و انتقال صحیح کشش رزوه.هنگامی که وضعیت اتصال بالا تغییر کند، کانکتور از کار می افتد.بیایید با این نکات شروع کنیم و اصل خرابی کانکتور را تجزیه و تحلیل کنیم تا راه درستی برای بهبود قابلیت اطمینان کانکتور پیدا کنیم.

1. خرابی ناشی از تماس ضعیف هادی خارجی

به منظور اطمینان از تداوم سازه های الکتریکی و مکانیکی، نیروهای بین سطوح تماس هادی های خارجی به طور کلی زیاد است.به عنوان مثال اتصال نوع N را در نظر بگیرید، زمانی که گشتاور سفت کردن Mt آستین پیچ استاندارد 135N است.سانتی متر، فرمول Mt=KP0 × 10-3N.m (K ضریب گشتاور سفت شدن است و K=0.12 در اینجا)، فشار محوری P0 هادی بیرونی را می توان 712N محاسبه کرد.اگر استحکام هادی خارجی ضعیف باشد، ممکن است باعث ساییدگی جدی سطح اتصال دهنده هادی خارجی و حتی تغییر شکل و فروپاشی شود.به عنوان مثال، ضخامت دیواره انتهای اتصال هادی خارجی انتهای نری کانکتور SMA نسبتا نازک است، فقط 0.25 میلی متر، و مواد مورد استفاده عمدتا برنجی، با استحکام ضعیف، و گشتاور اتصال کمی بزرگ است. بنابراین ممکن است صفحه انتهایی اتصال به دلیل اکستروژن بیش از حد تغییر شکل داده شود که ممکن است به هادی داخلی یا تکیه گاه دی الکتریک آسیب برساند.علاوه بر این، سطح هادی خارجی کانکتور معمولاً روکش شده است و پوشش سطح انتهایی اتصال در اثر نیروی تماس زیاد آسیب می بیند و در نتیجه مقاومت تماس بین هادی های بیرونی افزایش می یابد و جریان الکتریکی کاهش می یابد. عملکرد کانکتورعلاوه بر این، اگر کانکتور کواکسیال RF در یک محیط سخت استفاده شود، پس از مدتی، یک لایه گرد و غبار بر روی صفحه انتهایی اتصال هادی خارجی رسوب می کند.این لایه گرد و غبار باعث می شود که مقاومت تماس بین هادی های بیرونی به شدت افزایش یابد، افت ورودی کانکتور افزایش یافته و شاخص عملکرد الکتریکی کاهش یابد.

اقدامات بهبود: برای جلوگیری از تماس بد هادی خارجی ناشی از تغییر شکل یا سایش بیش از حد سطح اتصال دهنده، از یک طرف، می توانیم موادی با استحکام بالاتر برای پردازش هادی خارجی مانند برنز یا فولاد ضد زنگ انتخاب کنیم.از سوی دیگر، ضخامت دیواره اتصال دهنده هادی بیرونی را نیز می توان افزایش داد تا سطح تماس افزایش یابد، به طوری که فشار روی واحد سطح اتصال دهنده هادی خارجی کاهش می یابد. گشتاور اتصال اعمال می شود.به عنوان مثال، یک کانکتور کواکسیال SMA بهبود یافته (SuperSMA از شرکت SOUTHWEST در ایالات متحده)، قطر بیرونی ساپورت متوسط ​​آن Φ 4.1 میلی‌متر است و به 3.9 میلی‌متر Φ کاهش می‌یابد، ضخامت دیواره سطح اتصال هادی بیرونی به ترتیب افزایش می‌یابد. به 0.35 میلی متر، و استحکام مکانیکی بهبود یافته است، بنابراین قابلیت اطمینان اتصال را افزایش می دهد.هنگام ذخیره و استفاده از کانکتور، سطح انتهایی اتصال هادی بیرونی را تمیز نگه دارید.اگر گرد و غبار روی آن وجود دارد، آن را با پنبه الکلی پاک کنید.لازم به ذکر است که الکل در حین شستشو نباید روی پایه مدیا خیس شود و تا زمانی که الکل تبخیر نشود نباید از کانکتور استفاده کرد، در غیر این صورت به دلیل مخلوط شدن الکل، امپدانس کانکتور تغییر می کند.

2. شکست ناشی از تماس ضعیف هادی داخلی

در مقایسه با هادی بیرونی، هادی داخلی با اندازه کوچک و استحکام ضعیف بیشتر احتمال دارد باعث ایجاد تماس ضعیف و خرابی کانکتور شود.اتصال الاستیک اغلب بین هادی های داخلی مانند اتصال الاستیک شیاردار سوکت، اتصال الاستیک پنجه فنری، اتصال الاستیک دم و غیره استفاده می شود. در میان آنها، اتصال الاستیک سوکت-اسلات ساختار ساده، هزینه پردازش کم، مونتاژ راحت و گسترده ترین کاربرد دارد. دامنه.

اقدامات بهبود: ما می‌توانیم از نیروی وارد کردن و نیروی نگهدارنده پایه سنج استاندارد و هادی در سوکت برای اندازه‌گیری منطقی بودن تطابق بین سوکت و پین استفاده کنیم.برای کانکتورهای نوع N، قطر Φ 1.6760+0.005 نیروی وارد کردن هنگامی که پایه سنج استاندارد با جک مطابقت دارد باید ≤ 9N باشد، در حالی که قطر 1.6000-0.005 گیج استاندارد و هادی در سوکت باید دارای نیروی نگهدارنده ≥ باشد. 0.56N.بنابراین، ما می توانیم نیروی درج و نیروی نگهدارنده را به عنوان استاندارد بازرسی در نظر بگیریم.با تنظیم اندازه و تحمل سوکت و پین و همچنین فرآیند پیری هادی در سوکت، نیروی وارد کردن و نیروی نگهدارنده بین پین و سوکت در محدوده مناسبی قرار می گیرد.

3. شکست ناشی از شکست پشتیبانی دی الکتریک برای پشتیبانی خوب هادی داخلی

به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از اتصال کواکسیال، تکیه گاه دی الکتریک نقش مهمی در حمایت از هادی داخلی و اطمینان از رابطه موقعیت نسبی بین هادی های داخلی و خارجی ایفا می کند.استحکام مکانیکی، ضریب انبساط حرارتی، ثابت دی الکتریک، ضریب تلفات، جذب آب و سایر ویژگی های ماده تاثیر مهمی بر عملکرد کانکتور دارد.استحکام مکانیکی کافی اساسی ترین نیاز برای پشتیبانی دی الکتریک است.در طول استفاده از کانکتور، تکیه گاه دی الکتریک باید فشار محوری هادی داخلی را تحمل کند.اگر استحکام مکانیکی تکیه گاه دی الکتریک خیلی ضعیف باشد، در طول اتصال باعث تغییر شکل یا حتی آسیب می شود.اگر ضریب انبساط حرارتی ماده بیش از حد بزرگ باشد، هنگامی که دما به شدت تغییر می کند، تکیه گاه دی الکتریک ممکن است بیش از حد منبسط یا منقبض شود و باعث شل شدن هادی داخلی، افتادن یا داشتن محورهای متفاوت از هادی بیرونی شود و همچنین باعث ایجاد اندازه پورت کانکتور برای تغییربا این حال، جذب آب، ثابت دی الکتریک و ضریب تلفات بر عملکرد الکتریکی کانکتورها مانند تلفات ورودی و ضریب بازتاب تأثیر می‌گذارند.

اقدامات بهبود: انتخاب مواد مناسب برای پردازش ساپورت متوسط ​​با توجه به ویژگی های مواد ترکیبی مانند محیط استفاده و محدوده فرکانس کاری کانکتور.

4. شکست ناشی از کشش نخ به هادی خارجی منتقل نشده است

رایج ترین شکل این شکست، افتادن آستین پیچ است که عمدتاً ناشی از طراحی یا پردازش غیر منطقی ساختار آستین پیچ و خاصیت ارتجاعی ضعیف حلقه گیر است.

4.1 طراحی یا پردازش غیر منطقی ساختار آستین پیچ

4.1.1 طراحی ساختار یا پردازش شیار حلقه گیر آستین پیچ نامعقول است

(1) شیار حلقه محکم خیلی عمیق یا خیلی کم عمق است.

(2) زاویه نامشخص در پایین شیار.

(3) پخ خیلی بزرگ است.

4.1.2 ضخامت دیواره محوری یا شعاعی شیار حلقه گیره آستین پیچ بسیار نازک است

4.2 خاصیت ارتجاعی ضعیف حلقه گیر

4.2.1 طراحی ضخامت شعاعی حلقه گیر غیر منطقی است

4.2.2 تقویت غیر معقول پیری حلقه ضربه ای

4.2.3 انتخاب مواد نادرست حلقه ضربه ای

4.2.4 پخ دایره بیرونی حلقه گیر خیلی بزرگ است.این فرم شکست در مقالات زیادی توضیح داده شده است

با در نظر گرفتن کانکتور کواکسیال نوع N به عنوان مثال، چندین حالت خرابی کانکتور کواکسیال RF متصل به پیچ که به طور گسترده استفاده می شود، تجزیه و تحلیل می شود.حالت های مختلف اتصال نیز منجر به حالت های مختلف خرابی می شود.تنها با تجزیه و تحلیل عمیق مکانیسم مربوط به هر حالت خرابی، می توان یک روش بهبود یافته برای بهبود قابلیت اطمینان آن پیدا کرد و سپس توسعه اتصالات کواکسیال RF را ارتقا داد.