连接器无源交调的产生与预防.ppt

信号在线性系统的传输，特性是成比例线性变化的（如图一），而在非线性系统的传输特性是按指数规律变化的（如图二）。从图二可明显地看出，正半周的幅度大于负半周的幅度，该波形的特性与原有信号相比已发生了质的变化，它是由原来的基波和相应的谐波叠加而成，这些谐波将同传输线上的其它载波进行互调。这一交调的结果就产生了一些额外的频率，即交调生成物，如图三中的2F1一F2、2F2一F1、3Fl一F2、3F2一Fl等。当这些交调生成物在传输线中足够大时，就会象载波一样的传输线中传输而占用有效的信号通道。除非线性因素外，在同轴连接器中生成无源交调的还有以下几个方面的原因。（1）金属零件电镀过程中未清洗干净的电镀 溶液。（2）镀层导电性不好，镀层厚度不够。（3）表面锈蚀。（4）中心接触件的不同金属材料。（5）信通道内的磁线材料。（6）较低的接触点正压力。（7）表面粗糙度大。（8）连接器内的碎屑和灰尘。（9）螺旋状的信号通道。2、无源交调的研究动态 （1）无源交调并不是最近才发现的，实际上人们早就知道射频同轴连接器里会出现无源交调，但为什么在MIL-C-39012和IEC 标准里没有这一指标呢？我们说主要是无源交调不象其它指标那么直观或容易捕捉得到，在一些场合它是相对可以忽略不计的，或者说其影响是很小的。可以说传输功率的大小确定了相应交调的界限，因此交调大多是在蜂窝大功率系统里才引起人们的注意，例如这些系统中用的7一16和N型连接器。（2）蜂窝系统中的无源交调的影响 对于蜂窝系统的服务需求来说，最初人们关心的只是传输的频道效率和清晰度。随着技术的不断发展和市场竞争的需要，高可靠大容量的传送设备己成为发展的主流。这一趋势的潜在障碍就是无源交调，在这种情况下如果连接器交调性能不好，就可能出现较差的呼叫质量。（3）电缆装接方式与无源交调 焊接与压接是最好的电缆装接方式，它能使电缆与连接器之间产生 360的点接触。这样紧密的接触保证了整个接触性能，因而改善了无源交调特性。连接器内导体最好直接焊到电缆芯线上，这样比压接好，不仅可减小接触电阻，而且消除了连接间隙。（4）无源交调与频率的关系 由于同轴连接器是宽带元件，没有频率依赖性，因此，无源交调也无频率依赖性，其影响程度仅与信道传输功率大小有关，与频率无关。（5）无源交调的测试 无源交调的测试方法仍在研究之中，目前国际上尚无权威性的标准测试方案。3、无源交调的预防措施 针对上述无源交调产生的原因，在射频同轴连接器设计和制造中应采取以下措施。1）从电镀角度考虑，为降低无源交调，减少接触电阻，最好采用镀银层，厚度应在6um以上，镀层应无杂质且必须用铬酸盐钝化，这就是 7-16 或 N 型大功率产品镀银的原因。但镀银层易变色的问题在某些场合要慎重考虑。镀金也是较好的选择，但成本较高。2）在产品结构设计方面尽避免出现阻抗不连续性，尽可能保持一致的特性阻抗，减小非线性因素。3）选择导电率高的材料，如铜及其合金，避免采用不锈钢或其它含磁性材料，即便要用导磁率应小于2.0。4）提高表面加工质量，一般表面粗糙度应在0.4um以下。并且不得有凹坑，碎屑等杂物。5）导电体表面不得有斑点和锈蚀。6）选择良好的弹性材料，进行精细加工和真空热处理，以保证接触件在 500 次插拔过程中具有稳定可靠的接触正压力和较小的接触电阻。7）避免不同金属，特别是彼此之间可能产生电动势耦合的不相容金属互相结合，防止产生电化学腐蚀。8）电缆连接器内导体与电缆芯线之连接应采用焊接方式，不宜采用压接方式。总之，无源交调对连接器和通信系统的研究人员来说都是一个新的课题。本文仅是作者实际工作中的一些心得，仅供业界同行交流和参考。