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射频连接器中绝缘子关键词：连接器；射频连接器；电压驻波比引言随着现代科学技术的发展，对通信、雷达、电子对抗、无线电导航等 系统中的电缆组件要求越来越高，尤其是在电性能方面用户要求电缆组 件在高频、宽带条件下同时具有良好的电压驻波比（VSWR）和低的插入 损耗，因此对射频连接器设计工作者的挑战也越来越严峻射频连接器的 结构、与之相配的射频电缆的阻抗均匀性以及组件装配技术的稳定一致性 共同制约着电缆组件的电性能在电缆阻抗均匀性和组件装配技术得到保 证的前提下，连接器的结构成为影响电缆组件性能的决定性因素，也成为 电子设备间信号能否准确无误传输的关键SMA-J824型射频连接器的实验 测试数据表明，其具有电性能优良、结构简单稳定等特点本文通过该连 接器的结构设计，阐述了射频连接器绝缘子设计的新方法，作为传统经验 公式的补充射频连接器的设计原理射频连接器设计主要包括三个方面：a.头部配合尺寸的选取；b.连接 器内外导体与电缆内外导体之间的机械和电气连接，包括一系列的过渡尺 寸的确定；c.连接器内部因直径突变而导致的补偿结构的确定连接器头 部可根据需要参照相关的标准规范确定其标准接口尺寸连接器内外导休 与电缆内外导体的机械和电气连接耍在保证每一截面上的特性阻抗为50 Q的基础上，遵从“直径渐变”原则并保证连接的稳定、可靠。

补偿结构的确定是设计射频同轴连接器的关键所在来源:输配电设备网为使连接器在其截止频率范围内保持优异的VSWR性能，在设计连接器的结构尺寸时，必须遵循三个基本原则：a.尽量减少阻抗不连续性；b. 在每个截曲上尽可能保持一致的特性阻抗，将其偏差控制在±0.5 Q之内； c.对于每一个不可避免的阻抗不连续性采取共面或高抗补偿在电缆内外 导体与连接器内外导体的连接中，不可避免地存在着直径变化由于导体 直径的阶梯突变，破坏了电磁场分布的均匀性，从而导致了阻抗而不兀配 根据电磁场理论可知，在导体直径的突变处，相当于在均匀传输线中并联 上一个不连续电容连接器的绝缘子起着固定连接器内外导体的作用，并 能防止插针或插孔的轴向移动，同时通过对绝缘子尺寸的合理设计，使绝 缘子处的感抗正好能补偿内外导体直径变化引起的不连续电容，起到高抗 补偿的作用，从而减少电信号在传输过程中的反射，最终达到减小VSWR 的目的实验测试数据表明，绝缘子的补偿间隙直接影响着电缆组件VSWR 的大小，因而成为射频连接器设计的关键之一2绝缘子高抗补偿间隙的经验计算在射频连接器结构中，理想情况下特性阻抗乙 但由于内外导体直径 不可避免地存在着同时同向突变的状况，使内外导体之间产生了电容Cd,相当 于。

为了使Z'c二Zc,就要设法产生一个电感，一般可采用使内外导体 直径突变处错开一段距离△的方法（错开处可由空气或固体介质作为绝 缘），用来补偿由内外导体直径突变引起的不连续电容，这就是以往用得 很多的高抗补偿法高抗补偿主要通过对绝缘子间隙的设计来补偿不连续 电容，使间隙段的电感与由电缆、连接器两者内外导体直径变化引起的不 连续电容匹配，从而使整个间隙段达到50Q特性阻抗值，在整个截止频率 范围内获得优异的VSWRo传统的绝缘子高抗补偿间隙△的经验计算公式是：（1）（2），式中D1 为较小的外导体直径，D2为较大的外导体直径；e为此处介质的介电常数 在设计射频连接器的过程中，我们可以根据（1）或式（2）初步得出绝缘 子高抗补偿间隙的大概值根据SMA-J824型连接器所接电缆的尺寸， D2/D1=1.11,所以式（1）比较适合计算绝缘子的高抗补偿间隙由式（1） 得到△为0.2mm但是，按这个尺寸加工的连接器，经装配成电缆组件后 测试验证，其性能远远不能满足高频、宽带下的VSWR要求（见图1）从 图中可见，当补偿间隙为0.2mm时，整个频带内的VSWR都不理想这是 因为，式（1）和式（2）未考虑到频率对VSWR的影响。

因此，光靠传统 的高抗补偿间隙的经验公式来设计射频连接器已不能满足高频、宽带下的 VSWR要求，还需要借助于改进的设计方法理一步降低VSWR, A=0.2mm 时的改进的绝缘子补偿间隙设计方法由内外导体同吋同向突变而引起的 不连续电容Cd可看作是内导体直径突变引起的不连续电容Cdl和外导体 直径突变引起的不连续电容Cd2的并联，如图4所示，显然，计算内导体 直径突变引起的不连续电容时,假定外导体的直径是不变的，如图2所示 内导体直径突变引起单位圆周长度上的不连续电容C'dl可用下列近 似公式计算：（3）式中，dl, d2分别为变化前后的内导体直径，d3为外导体直径， £为此处介质的介电常数则因内导体直径突变引起的不连续电容Cdl为:Cdl= Jid3C'dl(a 1, t 1) (F (4) 2)外导体直径突变 计算外导体直径突变引导起的不连续电容时，假定内导休的直径是不 变的，如图3所示外导体的直径是不变的，如图3所示外导体直径突 变引起单位圆周长度上的不连续电容C'd2可用下列近似公式计算：C'd2=C'do+6.2X 10-15 • (1- a 2)2( t 2-1.4) (F/cm) (5) (6)图2内导体直径突变式中；dl为内导体直径，d2, d3为内导体直径，d2,d3分别为变化前后的外导体直径，e为此处介质的介电常数。