RF连接器知识小结
目錄
- 簡介
- 射頻同軸連接器應(yīng)用領(lǐng)域
- 國內(nèi)RF連接器行業(yè)的歷史和現(xiàn)狀
- 射頻連接器分類
- 連接器圖示說明
- SMA尺寸定義及延伸系列互通規(guī)范
- SMA連接器
- 3.5mm連接器
- 2.92mm
- K型連接器
- 2.4mm同軸連接器
- 1.85和1.0mm連接器
- 同軸連接器主要的高頻特性
- 特性阻抗
- 訊號反射
- 衰減 （Attenuation)
- 電壓駐波比(VSWR)
- 參考文獻
簡介
同軸連接器，（有的人也稱它為射頻連接器或RF連接器，其實嚴(yán)格上來說射頻連接器并不完全等同于同軸連接器，射頻連接器是從連接器的使用頻率的角度來分類而同軸連接器是從連接器的結(jié)構(gòu)來分類，有些連接器并不一定是同軸的，但也被用到射頻領(lǐng)域而同軸連接器也可用在低頻，例如常見的音頻耳機插頭,頻率不超過3MHz. 從傳統(tǒng)的角度來講, 射頻指MHz范疇, 現(xiàn)在的同軸連接器往往被用在微波領(lǐng)域，GHz范疇，“射頻”一詞一直沿用, 重疊于“微波”一詞之上 ），是連接器的一個分支，有連接器的共性也有它的特殊性。
同軸連接器有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體, 內(nèi)導(dǎo)體用于連接信號線而外導(dǎo)體不僅是信號線的地線（體現(xiàn)在外導(dǎo)體內(nèi)表面），也起到屏蔽電磁場的作用(屏蔽內(nèi)部電磁波對外部的干擾通過外導(dǎo)體內(nèi)表面起作用，屏蔽外部電磁場對內(nèi)部的干擾通過外導(dǎo)體外表面起作用),這種特點賦予同軸連接器很大的空間和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢.同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體外表面和外導(dǎo)體內(nèi)表面基本上是圓柱面-特殊情況往往是機械固定所需,而且有共同的軸線,故被稱為同軸連接器。
在傳輸線（Transmission lines)的幾種形式中，同軸線纜由于它突出的優(yōu)點（結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高, 制造較容易，傳輸性能優(yōu)越…）被普遍采用而產(chǎn)生連接同軸線纜的需求,同軸連接器便應(yīng)用而生。由于同軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，使（同軸）連接器（相對于別的連接器）特征阻抗的連續(xù)性更容易被保證，傳輸干擾和被干擾（EMI）很低，傳輸損耗少而幾乎唯一地被用到射頻，微波領(lǐng)域。而正因為幾乎絕對地被用在高頻上，產(chǎn)生一些有別于其他連接器的電性能要求.
射頻同軸連接器應(yīng)用領(lǐng)域
消費電子類產(chǎn)品一般對可靠性要求沒那么高，因為即使產(chǎn)品失效可能重新啟動就正常了，但是軍工品，醫(yī)療產(chǎn)品，汽車產(chǎn)品，航空產(chǎn)品,重要的工業(yè)設(shè)備，以上應(yīng)用場合一旦出現(xiàn)產(chǎn)品失效，后果嚴(yán)重，所以這種場合下必須使用可靠性更高的同軸連接器.
BNC是最早的射頻同軸連接器，二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭急需，各類艦載機載電子設(shè)備的損壞，令到美國海空作戰(zhàn)武器大量損傷待修，為了壓縮修理時間，美國海軍部集中了一部分優(yōu)秀科研人員和工程師，在較短時間內(nèi)發(fā)明了快速插合分離的連接器BNC（Bayonets - Navy Connector），成為全世界射頻同軸連接器的發(fā)端。
隨著雷達(dá)、電臺和微波通信的發(fā)展，產(chǎn)生了N、C、TNC等系列，1958年后出現(xiàn)了SMA、SMB、SMC等小型化產(chǎn)品，1964年制定了美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-39012《射頻同軸連接器總規(guī)范》，從此，RFC開始向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化方向發(fā)展，所以也最早的發(fā)展是從軍工系開始.
也因此美國是世界上最大的通用型RF連接器制造和消費國,當(dāng)然其技術(shù)水平也是一流的；因此美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MLC39012被認(rèn)為是RF連接器的最高標(biāo)準(zhǔn)；其它先進國家的標(biāo)準(zhǔn)有德國DIN、英國BS、日本JIS和IEC標(biāo)準(zhǔn)等；這些國家或國際標(biāo)準(zhǔn)大都是參照或等同美軍標(biāo)制訂的,有些國家或公司甚至直接應(yīng)用美軍標(biāo).
國內(nèi)RF連接器行業(yè)的歷史和現(xiàn)狀
連接器作為一個行業(yè)，在我國的發(fā)展軌跡和其他工業(yè)行業(yè)一樣，都是在前蘇聯(lián)的影響下起步的。但是到60年代初期，和蘇聯(lián)關(guān)系破裂，特別是在政治上給予蘇聯(lián)“修正主義”的定義后，我國開始由整機廠“獨立”研制生產(chǎn)RF連接器，實際上依舊是仿制蘇式連接器。
70年代開始，當(dāng)整機廠、所將連接器轉(zhuǎn)移到專業(yè)廠家進行生產(chǎn)時，開始關(guān)注國際通用連接器（本質(zhì)上就是美制連接器）。然而為了擺脫“蘇修”的影響，也不能跟隨“美帝”，此時將各種美制連接器進行改制，在將圖紙上的英制標(biāo)注轉(zhuǎn)換成公制時，一方面把尺寸進行圓整，另一方面根據(jù)漢語拼音重新命名美制連接器。例如：將BNC改名為Q9，部分尺寸圓整，各類安裝螺紋全部由英制改為公制；SMA轉(zhuǎn)化成L6、L7和L8三個系列（后期L7應(yīng)用極少，主要品種為L6、 L8），界面尺寸和英制螺紋全部改為公制。
同時，這一時期，為了推動國內(nèi)整個行業(yè)的快速發(fā)展，國家組織了大量專家和工程技術(shù)人員，實施“集中設(shè)計”共享各類技術(shù)成果，甚至很多廠、所的同類產(chǎn)品以及零件的編碼都是一致的。從發(fā)展的角度來看，這一階段對于國內(nèi)連接器的發(fā)展是極其重要的，不僅僅能夠消化國際上的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)，而且奠定了產(chǎn)業(yè)布局，實現(xiàn)了產(chǎn)品自主，為武器系統(tǒng)、空間系統(tǒng)、各類通信系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；更為國內(nèi)培養(yǎng)了大量的技術(shù)人才、生產(chǎn)管理人才和國家層面的行業(yè)管理人才。
這樣的集體協(xié)作一直延續(xù)到80年代后期和90年代初期，這一時期所培養(yǎng)培育的人才和產(chǎn)業(yè)基地，至今依舊是國內(nèi)這個行業(yè)的中堅。80年代起，主要采用國際標(biāo)準(zhǔn)研制生產(chǎn)國際通用系列產(chǎn)品，以國營和集體企業(yè)為主，陸續(xù)出現(xiàn)一些民營、合資和外資企業(yè)。到目前國內(nèi)RF連接器生產(chǎn)廠家官方認(rèn)為已有幾百家，但實際上，筆者認(rèn)為到21世紀(jì)應(yīng)該是數(shù)以千計，規(guī)模都不大，骨干廠家的生產(chǎn)手段、通用連接器的生產(chǎn)水平已與國外不相上下。特別是當(dāng)年上海、西安的幾家國營軍工廠商，不僅僅其加工制造水平緊跟國際領(lǐng)先步伐，而且產(chǎn)品理解、產(chǎn)品開發(fā)、加工制作在亞太地區(qū)處于領(lǐng)先狀態(tài)。還搭建了在亞洲地區(qū)屈指可數(shù)的實驗設(shè)備，檢測手段也相對比較完善，很多國家級的檢驗驗收均借助這些企業(yè)的協(xié)助。
80年代至90年代，也是國內(nèi)連接器在理論研究、工藝研究開始總結(jié)、發(fā)起沖刺的階段，在國防科工委和電子部軍工司的領(lǐng)導(dǎo)下，由電子標(biāo)準(zhǔn)化研究所牽頭組織了大量的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國軍標(biāo)、行業(yè)軍標(biāo)的研究制定工作。同時開展了各項基礎(chǔ)理論研究和可靠性研究，材料和工藝設(shè)備的研究，結(jié)合了廣泛的行業(yè)內(nèi)外專家和上下游企事業(yè)單位。當(dāng)時所提出的一些新觀點、新看法不僅僅在國內(nèi)、甚至亞太地區(qū)都處于領(lǐng)先地位，具備極強的超前意識。這一時期，是整個連接器的黃金階段，為行業(yè)的發(fā)展積淀下極其寶貴的財富和知識積累。
然而，經(jīng)過近20年的市場競爭，軍工企業(yè)的放開，國內(nèi)的連接器企業(yè)在行業(yè)上也并非國家感興趣的必須壟斷行業(yè)，國營企業(yè)因行政干擾和領(lǐng)導(dǎo)不作為的因素，紛紛凋零、或者競爭力急劇下降，加上同質(zhì)化競爭的因素，縱觀這些林林總總、大大小小的連接器企業(yè)，沒有一家真正擺脫單純的制造業(yè)境地，所謂的研發(fā)，無非是在原有系列品種上加以小小的修改，就像144張麻將牌一樣排列組合而已。最后的結(jié)局就是殺價、殺價、殺價，一直殺到利潤空間幾乎為零，二次投入的資金捉襟見肘，加工設(shè)備的更新也已不容易，更談何真正的研發(fā)和創(chuàng)新。
值此混亂之際，借國門洞開的機會，國外企業(yè)大舉進軍國內(nèi)，不僅把國內(nèi)作為一個廉價勞動力充盈的制造基地，更在市場上利用其終端客戶也在大陸地區(qū)建廠的機會，將其產(chǎn)品供應(yīng)端架設(shè)到大陸，這個時期本身應(yīng)該是中國企業(yè)依賴原有基礎(chǔ)，依賴政府指導(dǎo)，積極學(xué)習(xí)，大力整合的大好時機，但是政府和企業(yè)卻走上一條割肉補瘡，表面改革的道路，消滅了優(yōu)秀企業(yè)的活力，趕走了人才資源，和其他行業(yè)一樣，將企業(yè)趕入惡性競爭的不歸路。
在高端連接器方面，我們曾經(jīng)摸索出一條很有效的道路。由航天航空等高端需求單位（主要都是軍工單位）通過各種渠道將整機輸入到國內(nèi)，測試、解剖、分析之后將部件、器件、元件分門別類，通過簡單競標(biāo)方式交由相關(guān)行業(yè)的骨干企業(yè)實施模仿研制，根據(jù)本國實際狀況盡量將產(chǎn)品的各項指標(biāo)和工藝接近國外水平。結(jié)合行業(yè)內(nèi)的各種技術(shù)交流平臺，形成各大企業(yè)齊頭并進的局面，而且所有產(chǎn)品基本都能和國際標(biāo)準(zhǔn)看齊（當(dāng)然有幾項指標(biāo)一直沒能準(zhǔn)確檢測，不過并不影響運用和總體性能）。
然而今天，我們卻再也看不到這樣的情形了。當(dāng)國際上主流企業(yè)的產(chǎn)品在層出不窮地涌現(xiàn)時，我們的連接器制造行業(yè)，在各個層面都沒有真正的同步進步，還是在老的規(guī)格型號上打轉(zhuǎn)，差距日增，難以彌補。更不可理解的是，本行業(yè)的工程技術(shù)人員中，無論老中青，有相當(dāng)部分變得目光短淺，無法認(rèn)清行業(yè)的危機所在，而沾沾自喜于“假創(chuàng)新”，甚至沉迷于這種虛假的游戲中自娛自樂。
說完國內(nèi)外近況，我們來從技術(shù)的角度來看看連接器的相關(guān)資料:
射頻連接器分類
按連接界面結(jié)構(gòu)分為:
1.卡口式（內(nèi)卡口、外卡口）:BNC;
2.螺紋式（右旋螺紋、左旋螺紋）：L29（7/16），N，F，TNC，SMA，SMC，SSMA，SSMB，FME，L9（1.6/5.6），7mm，3.5mm，2.4mm，K（2.92mm），1.85mm，1mm;
3.推入式（直插式、自鎖式）：SMB，SSMB，MCX，MMCX，SMP，SMI，BMA，SAA;
4.法蘭連接式.
按尺寸大小分類:
1.標(biāo)準(zhǔn)型:UHF，N，7/16，7mm；
2.小型:BNC，TNC;
3.超小型:SMA，SMB，SMC，MCX，BMA，SAA，3.5mm;
4.微型:SSMA，SSMB，MMCX，2.4mm，K（2.92mm），1.85mm，1mm;
按頻率分類
音頻（Audio）、視頻（Vidio）、射頻（Radio）、光纖( fribre optic)四大類。
頻率范圍如下:
Audio—20KHz以下
Vidio----30MHz~500MHz以下
Radio----500MHz ~300GHz
Fibre-----167THz ~375THz
其中應(yīng)用在 Radio波段的連接器稱作RF連接器。
按端接方式分為
連接器MIL-C-39012(GJB681)
轉(zhuǎn)接器MIL-A-55339(GJB680)
微帶與帶狀線ML-C-83517(GJB976)
按功能分為:
通用型(2級)
精密型(0級、1級)
專用型（耐輻照、耐高壓、防水等)
多功能型(含有濾波、調(diào)相位、混頻、衰減、檢波、限幅等)
典型毫米波同軸連接器的特性
連接器圖示說明
SMA尺寸定義及延伸系列互通規(guī)范
關(guān)于SMA及延伸系列接頭的尺寸說明：
- 外導(dǎo)體的內(nèi)徑（此參數(shù)與中心導(dǎo)體的直徑和絕緣層的介電常數(shù)決定了此接頭的最大截止工作頻率；許多接頭的名字就是從這個直徑的指標(biāo)得來的，如3.5mm, 2.92mm，1.85mm等）
- 中心導(dǎo)體外徑（結(jié)合外導(dǎo)體內(nèi)徑，可以決定接頭的阻抗）
- 中心導(dǎo)體的間隙：確認(rèn)中心導(dǎo)體的這個間隙在指標(biāo)范圍內(nèi)非常重要，否則可能會導(dǎo)致設(shè)備或器件的連接器的機械損壞。
SMA連接器
工作頻率到22GHz，它不是一個毫米波連接器，但是它對毫米波連接器的發(fā)展有很大的影響，因此很有必要先對它作個介紹。SMA是由Bendix公司在上世紀(jì)50年代末期為半硬同軸電纜而設(shè)計的。它的配合空間用聚四氟乙烯介質(zhì)填充，結(jié)構(gòu)比較簡單。這種連接器當(dāng)初并沒有打算長久使用，更沒有作為一個精密連接器來考慮，因此它只是一個普通系統(tǒng)用的連接器。在當(dāng)時情況下，由于它的體積小，能在較高頻率下工作，很快得到了普及，甚至到后來發(fā)展出更新一代毫米波同軸連接器時不得不考慮與他的兼容。可是由于它先天性不足，也為后來發(fā)展小型同軸連接器帶來了一些限制。SMA存在的主要問題是精度不高，不適合測試設(shè)備的需要；其次是外導(dǎo)體的壁比較薄，內(nèi)導(dǎo)體插孔又是兩槽結(jié)構(gòu)，在使用中非常容易被磨損和發(fā)生損壞故障；再其次是使用頻率不高，不能適應(yīng)工作頻率帶達(dá)40GHz以上系統(tǒng)的需求。由于SMA存在這些缺陷，一些制造商就開發(fā)了一批能與SMA兼容的連接器，主要型號有3.5mm，WSMA以及后來發(fā)展的2.92mm，MPC3，KMC和WMP4等。這些連接器克服了SMA的局限性，在結(jié)構(gòu)上與SMA也不相同，就外導(dǎo)體的接觸面積講，新開發(fā)的連接器都大大加強，提高了連接器的堅固性.
3.5mm連接器
在上世紀(jì)60年代中期，美國商業(yè)部為了小型精密同軸連接器的標(biāo)準(zhǔn)化成立了一個聯(lián)合工業(yè)研究會(JIRC)，經(jīng)過努力于1972年提出一個民用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，空氣傳輸線的尺寸縮小到3.5mm，無模工作狀態(tài)下的頻率擴展到36GHz。隨后推出一種與它相匹配的3.5mm鴛鴦連接器(頭座相同)。但由于它的精密度高，價格昂貴，阻礙了把它作為一個通用連接器而廣泛使用。由于形勢的需要，Hewlett-Packard等公司研制出一種高精度，價格比較便宜的3.5mm連接器，配合空間由空氣介質(zhì)填充，內(nèi)導(dǎo)體插孔采用無槽結(jié)構(gòu)，實際上是在有槽插孔外面加上一個無槽的保護套。額定工作頻率達(dá)33GHz。它在兩個絕緣子之間選擇了足夠大的距離，0.50英才(12.27mm)，為D的3.5倍。3.5mm連接器能與SMA兼容，能進行無損地對接。在SMA工作頻段范圍內(nèi)，3.5mm連接器的電壓駐波比特性與SMA相近。3.5mm連接器最初設(shè)計是作為一種低成本，企圖能代替SMA，但是它未能及時形成批量以達(dá)到提前降低成本的目的，結(jié)果使得3.5mm連接器的價格偏高，這就是3.5mm連接器未能代替SMA的原因。3.5mm連接器由于它的精密性和良好的耐磨性，特別適用于測試設(shè)備上。
2.92mm
連接器在結(jié)構(gòu)上3.5mm與連接器相似，只不過是更小一些，允許工作頻率到46GHz，其內(nèi)導(dǎo)體尺寸與SMA相同為0.05英寸(1.27mm)。2.92mm連接器最早是Maury Microwave公司研制出來的(MPC-3型)。由其他公司研制的這類連接器還有K型、KMC型、WMP4型等。
K型連接器
是在1983年由Wiltron公司研制出來的，它能與SMA、3.5mm、WSMA連接器兼容。K型連接器的心臟是它的過渡器，它用一個玻璃絕緣子實現(xiàn)同軸連接器到微帶電路的剛性過渡，這就保證在更換連接器或維修時不會損傷電路。
毫米波同軸連接器的可靠性受到插拔力、外導(dǎo)體強度、配接時的應(yīng)力消除情況及配接時同心度的影響。K型連接在這些方面都具有良好的性能。在正常情況下，K型連接器的插拔力為0.5磅(2.22N)而SMA是它的三倍。K型外導(dǎo)體的壁厚是SMA的四倍，其可靠性相當(dāng)于SMA的30倍，這一點已被試驗所證實。試驗表明，K型連接器經(jīng)一萬次插拔后，其電氣性能幾乎沒有什么變化。它特別適合于系統(tǒng)和測試儀器上使用。
2.4mm同軸連接器
2.4mm同軸線連接器研制成功標(biāo)志著毫米波連接器發(fā)展走上一個新的臺階。在它前面發(fā)展的一系列小型同軸連接器在結(jié)構(gòu)上作了不少改進，但是在連接器的堅固性和可重復(fù)性方面仍然改進得不夠。這就使得儀器和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)方面出現(xiàn)一連串的問題，因為這些地方需要有更高的對準(zhǔn)性、堅固性和可重復(fù)性。在以前開發(fā)的小型連接器由于受到要與SMA兼容的限制而影響了連接器的性能，例如，當(dāng)與SMA配合時，由于SMA尺寸公差范圍非常之大，能偶然發(fā)生陰中心導(dǎo)體(插孔)外徑增大的故障，并且高頻覆蓋能力較小，中心接觸體也很脆弱(易斷)。這就迫切需要研制一種新型同軸連接器，要求無模工作到50GHz，堅固性和可重復(fù)性高并具有抗偶然故障的能力。在這樣一個新的要求下，Hewlett-Packard，Omni Spectra、Amphenal等公司相繼開發(fā)出一代新型小型2.4mm連接器。2.4mm連接器配合空間使用空氣介質(zhì)填充，達(dá)到低損耗。中心導(dǎo)體支撐采用高性能絕緣子，其上面的補償孔是不通孔，能防止污物進入連接器的內(nèi)部。兩個絕緣子之間有足夠大的距離，使互相影響減至最小。中心導(dǎo)體插孔采用四槽結(jié)構(gòu)(用于生產(chǎn)級和儀器級)和無槽結(jié)構(gòu)(用于計量級)。它的外形很像SMA，APC-3.5，為了不致于發(fā)生與這些連接器發(fā)生偶然配合，所以連接器的連接螺紋采用公制M7×0.75。為了保護插孔不被損壞，在插針接觸插孔前外導(dǎo)體已配合到50%以上。2.4mm連接器在DC～50GHz整個范圍內(nèi)都具有良好的性能，反射損耗都小于SMA、APC-3.5、K型連接器，結(jié)構(gòu)具有很高的可重復(fù)性。2.4mm連接器能適用于很寬的領(lǐng)域，是第一個具備有生產(chǎn)級、儀器級和計量級三個等級的產(chǎn)品。
1.85和1.0mm連接器
美國Hewlett-Packard公司是一個從事電子設(shè)備和元件的制造公司，它在毫米波連接器研制中一直處于領(lǐng)先地位。在1986年歐洲微波會議上他們又首次推出1.85mm的連接器，使工作頻率擴展到65GHz。后來Wittron公司經(jīng)過改進，并于1989年1月宣稱在360型網(wǎng)絡(luò)分析儀中使用了1.85mm(V型)連接器，并能同2.4mm連接器兼容。V型連接器的結(jié)構(gòu)形式與K型相同，只不過尺寸更小一些。它與微波電路的連接也是用一個過渡器——玻璃絕緣子，其中心導(dǎo)體的直徑只有9密耳(0.23mm)。進入上世紀(jì)90年代，Hewlett-Packard公司宣布他們又研制成功1.0mm連接器，這是目前世界上最小的毫米波連接器，內(nèi)導(dǎo)體直徑約為0.43mm(50Ω)，最高工作頻率達(dá)110GHz。
同軸連接器主要的高頻特性
特性阻抗
同軸線纜的特性阻抗決定于外導(dǎo)體內(nèi)徑與內(nèi)導(dǎo)體外徑的比值以及內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)的介電常數(shù).由于趨膚效應(yīng)；電磁波是在導(dǎo)體的表面?zhèn)鬏?故重要的直徑是外導(dǎo)體的內(nèi)徑和內(nèi)導(dǎo)體的外徑.同軸線纜的阻抗需與系統(tǒng)的阻抗匹配.常見的同軸線纜的阻抗是50,75,95歐姆,其他從35到185歐姆的阻抗有時也能見到.50歐姆電纜用于微波和無線通訊.75歐姆線纜典型應(yīng)用是有線電視和視頻.95歐姆線纜常用于數(shù)據(jù)傳輸.為了達(dá)到最好的系統(tǒng)性能,所選的線纜阻抗必須與系統(tǒng)別的零部件阻抗匹配,在所有常見的同軸線纜中,75歐姆提供最小的衰減而35歐姆提供最大的功率傳輸能力.對于實際(非理想介質(zhì)和導(dǎo)體)的同軸電纜,這些方面的差異并不大.線纜及相關(guān)零部件的特性阻抗的可選擇性一般是我們選擇系統(tǒng)的特性阻抗的決定性因素.特性阻抗(Zo)是RF連接器十分重要的基本參數(shù),它直接影響電壓駐波比、工作頻帶、插入損耗等指標(biāo)；
訊號反射
當(dāng)RF能量進入同軸電纜組件(coaxial cable assembly)后出現(xiàn)3種現(xiàn)象:
1,能量傳輸?shù)诫娎|的另一端-這往往是希望的;
2,能量在線纜的傳輸過程中出現(xiàn)衰減/損耗:部分被轉(zhuǎn)化為熱量而另外一部分被泄露到線纜外面;
3,能量被反射到線纜組件輸入端.
能量被反射到輸入端是由于電纜組件的阻抗在長度方向的變化,包括電纜與被連接的元器件之間的阻抗變化,連接器及連接器與線纜的連接界面是典型的反射源.線纜本身也會引起反射,它的反射來源之一是由于工藝造成的阻抗在線纜長度方向上的周期性變化,這種變化在某特定頻率會疊加產(chǎn)生特性跳躍.低回波損耗往往是同軸元器件(如同軸線纜,同軸連接器及線纜組件)優(yōu)越性能的特征.它表明線纜在長度方向的一致性保持的有多好,也顯示同軸連接器是否被正確設(shè)計和(與線纜)連接以及不同尺寸的傳輸線在連接器內(nèi)部的過渡被補償?shù)亩嗪?它是頻率的函數(shù),一般是頻率越高回波損耗越大.在很多應(yīng)用中,低反射是系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo),在這種場合選擇同軸線纜和同軸連接器時考慮這方面的因素就必不可少.此外為了滿足性能要求,必須確保同軸連接器與同軸電纜被正確連接.對于電壓駐波比有高要求的場合,采購?fù)暾挠蓪I(yè)廠家組裝和測試的線纜組件不失為明智之舉.需留意由于反射的緣故在特定頻率實際的輸入阻抗與線纜的特性阻抗會存在一定的差異.一定長度的電纜的電壓駐波比反映了電纜的實際輸入阻抗與它的平均特性阻抗的差異.在工作溫度范圍內(nèi),較長的電纜的阻抗一般變化不大–小于2%.為了匹配的目的,生產(chǎn)出特性阻抗不斷變化的線纜是可能的.故同軸電纜可被用作匹配信號源和負(fù)載的寬帶阻抗轉(zhuǎn)換器.但這種電纜需根據(jù)應(yīng)用要求特別設(shè)計定制.
衰減 （Attenuation)
衰減是信號沿著線纜傳輸?shù)膿p失.射頻信號通過線纜時,一部分轉(zhuǎn)化為熱一部分穿過屏蔽層被泄露離開線纜.因為衰減隨著頻率而增大而增加,故衰減一般被表征為在特定頻率單位長度的分貝數(shù).一般的應(yīng)用是盡量減小信號在線纜傳輸過程中的損耗或控制在規(guī)定范圍內(nèi).最小的損耗是0分貝的衰減或是輸入輸出的功率比是1:1.因為對于相同的結(jié)構(gòu)來說線纜越大衰減越小故減小衰減意味著增大線纜的個頭.衰減決定于銅損(導(dǎo)電性損耗)和介損(絕緣性損耗).大的電纜具有更好的導(dǎo)電能力,更小的銅損—更小的衰減,但介損與尺寸大小沒有關(guān)系.介損與頻率呈現(xiàn)線性關(guān)系而銅損與頻率的平方根成正比—趨膚效應(yīng),故頻率增大時介損比銅損明顯—頻率較高時介損是衰減的主要因素.溫度升高時導(dǎo)體的導(dǎo)電率降低,介質(zhì)的功率因子增大,故溫度升高時電纜的衰減增大,電纜在不同溫度的衰減情況需用溫度系數(shù)來修正.為了選擇出所需的電纜,先確定系統(tǒng)允許電纜在最高的使用頻率時的衰減,在根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的溫度狀況修正允許的衰減量.
電壓駐波比(VSWR)
駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫。指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比，又稱為駐波系數(shù)、駐波比。駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時高頻能量全部被天線輻射出去，沒有能量的反射損耗；駐波比為無窮大時，表示全反射，能量完全沒有輻射出去。
在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin ，形成波谷。其它各點的振幅值則介于波腹與波谷之間。這種合成波稱為行駐波。駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波谷處的電壓幅值Vmin之比。在駐波管法中，測得駐波比，就可以求出吸聲材料的聲反射系數(shù)和吸聲系數(shù)。
射頻系統(tǒng)阻抗要匹配，特別要注意使電壓駐波比達(dá)到一定要求，因為在寬帶運用時頻率范圍很廣，駐波比會隨著頻率而變，應(yīng)使阻抗在寬范圍內(nèi)盡量匹配。
參考文獻
文獻1
文獻2
總結(jié)
