5G|影响射频同轴连接器功率容量的因素

5G|影响射频同轴连接器功率容量的因素

近几年来随着无线通信和雷达技术的飞速发展 , 要想提升系统的发射距离 , 务必要提高系统的发射功率 。 射频同轴连接器作为整个微波系统的一部分 , 需要能够承受大功率能力的传输要求 。 同时射频工程师也需要经常进行大功率测试与测量 , 各类测试用的微波器件/组件同样也需要能够承受大功率的能力 。 哪些因素影响了射频同轴连接器的功率容量呢?一起来看看

(一)接头尺寸
【5G|影响射频同轴连接器功率容量的因素】对同一频率的射频信号 , 尺寸大的接头的功率承受大 。 比如接头针孔尺寸关系到连接器的电流容量 , 直接关系到功率 。 在各种常用的射频同轴接头中 , 7/16(DIN)、4.3-10、N型接头尺寸相对较大 , 对应的针孔尺寸也较大 , 一般N型接头的功率承受约为SMA的3-4倍 。 加上N头更常用 , 这也是200W以上衰减器、负载等无源器件大部分都是N型接头的原因 ,
(二)工作频率
射频同轴接头的功率承受会随信号频率变高而降低 , 传输信号频率的变化直接导致损耗和电压驻波比变化 , 从而影响到传输功率容量 , 还有趋肤效果等 。 例如一般的SMA接头 , 在2GHz的功率承受约为500W , 在18GHz下的平均功率承受不到100W 。
(三)电压驻波比
RF 连接器在设计时规定了一定的电长度 , 在有限长度的线路中 , 特性阻抗和负载阻抗不相等时 , 从负载端有一部分电压和电流 , 被反射而回到电源侧的波 , 称为反射波;从电源到负载的电压和电流称为入射波 。 入射波和反射波的合成波 , 被称为驻波 。 驻波的电压最大值和最小值之比 , 称为电压驻波比(亦可成为驻波系数) 。 反射波占用通道容量空间 , 致使传输功率容量降低 。
(四)插入损耗
插入损耗(IL)是指由于RF连接器的引入导致线路上功率的损耗 。 定义为输出功率与输入功率之比 。 使连接器插损增大的因素很多 , 主要有:特性阻抗的不匹配、装配精度误差、配合端面间隙、轴线倾斜、横向偏移、偏心、加工精度及电镀等所造成 。 由于损耗的存在使输入与输出功率之间存在差别 , 也会影响承受功率 。
(五)海拔气压
气压变化导致空气段介电常数产生变化 , 且低压时空气易电离产生电晕 。 海拔高度越高 , 气压越低 , 功率容量越小 。
(六)接触电阻
RF连接器的接触电阻是指连接器插合时内外导体接触点的电阻 , 一般在毫欧级 , 数值应尽量小 。 它主要考核接触件的机械性能 , 测量时应去除体电阻、焊点电阻的影响 。 接触电阻的存在会导致接点发热 , 从而难以传输较大功率的微波信号 。
(七)接头材料
同一种接头 , 使用材料不同 , 功率承受也会不一样 。