Złącze RF jest istotnym elementem elektronicznym w bezprzewodowych urządzeniach elektronicznych i przyrządach, a VSWR jest ważnym parametrem elektrycznym złącza RF.
1、 Główne czynniki wpływające na stosunek fali stojącej złącza RF
Współczynnik odbicia jest związany głównie z jednorodnością impedancji linii przesyłowej. Krótko mówiąc, w złączu, gdzie impedancja odbiega od nominalnej wartości impedancji charakterystycznej, spowoduje odbicie.
Złącze RF jest zasadniczo nieniężną linią koncentryjną z mechanizmem łączącym, urządzeniem mocującego kabel i innymi urządzeniami. Biorąc za przykład proste złącze, w porównaniu z jednolitą linią koncentryjną, ma trzy oczywiste niejednorodność: obszar podparcia izolacji, obszar przejściowy wielkości przewodu i połączenie między złączem a kablem. W tych miejscach zachodzą zmiany w średnicy i kształcie przewodu, co skutkuje nieciągłą pojemnością i odbiciem. Istnieją również inne czynniki, które powodują odbicie, takie jak szczelina połączenia przewodu, odchylenie średnicy przewodu, mimośrodowość przewodów wewnętrznych i zewnętrznych, szczelina na styku, stałe odchylenie dielektryczne i chropowatość powierzchni przewodu itp. Jednak powyższe trzy punkty są trzema głównymi źródłami odbicia w złączu. Tak długo, jak odbicie spowodowane przez nie jest zredukowane do dopuszczalnego poziomu, inne nie są trudne do rozwiązania.
2、 Sposoby zmniejszenia VSWR złącza RF
1. Projektowanie najlepszego wsparcia izolacji
Prawie wszystkie złącza RF mają podpory izolacyjne. Istnieje wiele typów podpór. Dwa najczęściej stosowane są jak pokazano na rysunku poniżej. Dzięki interwencji podpory, następuje mutacja stopniowa średnicy przewodu, która niszczy jednorodność linii przesyłowej.
Nieciągłość może być zrekompensowana poprzez zwiększenie charakterystycznej impedancji regionu dielektrycznego, czyli poprzez zwiększenie indukcyjności. Ta metoda jest nazywana kompensacji wysokiej reakcji.
2. Najlepsza konstrukcja sekcji przejściowej średnicy przewodu
W złączu adaptera lub kabla, ze względu na różnicę wielkości interfejsu, nieuniknione jest, że rozmiar przekroju przewodu zmienia się z małego na duży lub z dużego na mały. W celu zminimalizowania odbicia spowodowanego nieciągłą pojemnością w sekcji przejścia, zwykle istnieją trzy tryby przejścia: przejście pod kątem prostym, przejście stożkowe i przejście paraboliczne. Te dwie ostatnie metody przejścia są coraz mniej stosowane ze względu na złożoność obróbki i trudności w zapewnieniu dokładności. Wręcz przeciwnie, ze względu na wygodę przetwarzania i łatwą kontrolę precyzji, prawie wszystkie obecne złącza (w tym typ precyzji) przyjmują typ przejścia kąta właściwego, jak pokazano na poniższym rysunku. Zasada tego przejścia polega na zwiększeniu indukcyjności i zrekompensowaniu pojemności poprzez rozłożenie przekroju mutacji średnicy przewodu wewnętrznego i zewnętrznego, tak aby obwód był neutralny. Jest to również wysoka kompensacja rezystancji.
3. Rozpatrzenie projektu wspólnej części między złączem a kablem
Na skrzyżowaniu złącza i kabla średnica przewodu zmienia się nagle.
W celu uzyskania najlepszej wydajności VSWR, średnica przewodu złącza i kabla powinna być jak najbliżej.
4. Sterowanie szczeliną połączenia przewodu wewnętrznego
W złączu RF i adapterze nie można odciąć szczeliny połączenia przewodu. Aby nie uszkodzić złącza i nie zmniejszyć kosztów, zwykłą konstrukcją jest zapewnienie, że zewnętrzna szczelina połączenia przewodu wynosi 0 i pozwala na przerwę połączenia na przewodzie wewnętrznym. Ta luka spowoduje dodatkowe odbicie, a jego dopuszczalna wartość zależy od wymagań dotyczących wydajności VSWR.
Jednocześnie, im wyższe pasmo częstotliwości jest używane, tym bardziej konieczne jest kontrolowanie tolerancji wymiarów osiowych wewnętrznych i zewnętrznych przewodów złącza lub adaptera.
5. Wpływ tolerancji wymiarów przewodu i stałe odchylenie dielektryczne
Zarówno tolerancja wymiarowa przewodu, jak i odchylenie stosunku dielektrycznego względnej dopuszczalności spowodują charakterystyczne odchylenie impedancji złącza.
W celu uzyskania niskiego VSWR, konieczne jest prawidłowe kontrolowanie dokładności tolerancji wymiarowej przewodu, w szczególności zwracać uwagę na dobrą zgodę między wartością projektową a rzeczywistą wartością względnej dopuszczalności dielektrycznej.
3、 Podstawowe zasady projektowania szerokopasmowego złącza o niskim VSWR
Nie jest konieczne zwiększanie lub zmniejszanie charakterystycznej impedancji odcinka linii przesyłowej w celu zrekompensowania nieciągłej pojemności spowodowanej mutacją średnicy przewodu, szczeliną przewodu lub szczeliną. W celu uzyskania najlepszej wydajności łączy szerokopasmowych, charakterystyczna impedancja każdej jednostki długości złącza powinna być jak najbardziej spójna.
Po pierwsze, niewyrównana nieciągła pojemność powinna zostać zminimalizowana. Następnie należy przyjąć kompensację współpłaszczyznową lub wysoką reaktywność dla każdej nieuniknionej nieciągłej pojemności, a najlepszy efekt należy uzyskać poprzez badanie separacji.
Wpływ tolerancji mechanicznej, zużycia i materiałów dielektrycznych na VSWR powinien być zminimalizowany przez konstrukcję konstrukcyjną lub obróbkę powierzchni.
Te trzy zasady są czasami sprzeczne i mogą być rozpatrywane tylko w zależności od potrzeb i możliwego kompromisu.