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长岭射频培训资料

内部使用. 长岭射频培训资料. 2010.3. 分为两部分内容：. 微波基础知识 射频连接器与电缆组件. 微波基础知识. 微波及其特点 一、微波的含义 电磁波的传播速度 与其频率 、波长 有下列固定关系 若波是在真空中传播，则速度为 m/s 。 表示频率， 表示波长， 表示传播速度， c 表示光速。.

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长岭射频培训资料

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Presentation Transcript

  1. 内部使用 长岭射频培训资料 2010.3

  2. 分为两部分内容： • 微波基础知识 • 射频连接器与电缆组件

  3. 微波基础知识 • 微波及其特点 一、微波的含义 电磁波的传播速度 与其频率 、波长 有下列固定关系 若波是在真空中传播，则速度为 m/s。 表示频率， 表示波长， 表示传播速度，c表示光速。

  4. 就现代微波理论和技术的研究和发展而论，微波（Microwave）是指频率从300MHz至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m到0.1mm。这段电磁频谱包括分米波（300MHz～3000MHz）、厘米波(3GHz～30GHz）、毫米波（30GHz～300GHz）、亚毫米波（300GHz～3000GHz）四个波段。就现代微波理论和技术的研究和发展而论，微波（Microwave）是指频率从300MHz至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m到0.1mm。这段电磁频谱包括分米波（300MHz～3000MHz）、厘米波(3GHz～30GHz）、毫米波（30GHz～300GHz）、亚毫米波（300GHz～3000GHz）四个波段。

  5. 微波频段的划分

  6. 二、微波的特点 从电子学和物理学的观点看，微波这段电磁谱具有不同于其它波段的如下特点： 1、似光性和似声性微波的波长很短，比地球上的一般物体（如飞机、汽车、建筑物等）的尺寸相对要小得多，或在同一数量级。这使微波的特点与几何光学相似，即所谓似光性。 由于微波的波长与物体（实验室中的无线电设备）的尺寸具有相同的量级，使得微波的特点又与声波相近，即所谓似声性。 2、穿透性微波照射于物体（介质体）时，能深入物体内部；微波能穿透电离层，成为人类探测外层空间的“宇宙窗口”。 3、信息性 由于微波的频率很高，所以在不太大的相对带宽下，其可用的频带很宽，可达数百或上千兆赫，这是低频无线电波无法比拟的。这意味着微波的信息容量大。所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外的工作在微波波段。另外微波信号还可提供相位信息、极化信息、多普勒频率信息。这在目标探测、遥感、目标特征分析等应用中是十分重要的

  7. 微波传输线是用来传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称。微波传输线是用来传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称。 • 常见的微波传输线（见下页）

  8. 悬置微带线（suspended microstrip） 同轴线（coaxial cable） 矩形波导（rectangular waveguide） 微带线（microstrip） 圆形波导（cylindrical waveguide） 带线（stripline） 鳍线波导（fin line） 平面波导（coplanar waveguide） 介质波导（dielectric waveguide） 光纤（optical fiber) 槽线（slot line） 常见的微波传输线： 射频连接器与电缆组件均属于同轴传输线

  9. 射频能量的传输类似光的传播 入射光 透射光 反射光 光 被测件 输入信号 输出信号 DUT 反射信号 射频

  10. 常用的工程量纲

  11. 射频同轴连接器与电缆组件 • 一、射频同轴连接器 • 二、射频同轴电缆组件

  12. 一、射频同轴连接器 1. 射频同轴连接器的定义 2. 系列连接器的用语及使用规格 3. 电缆装配用连接器类型 4.连接器插针固定方法 5.连接器壳体形式 6.连接器形式及名称 7. 连接器各零件名称

  13. 射频同轴连接器的定义及系列连接器的用语及使用规格射频同轴连接器的定义及系列连接器的用语及使用规格 1. 同轴连接器：以最小的回波损耗和插入损耗连接通讯线路之间或通讯线路和结构的连接体。 2.系列连接器的用语及使用规格: 1) SMA : SMA的名字取自Sub Miniature A Type （超小型A型）连接器的字母缩写， 1960年研发，头部接合方式为螺纹连接（1/4-36UNS）。SMA系列是一种精密超小型的连接器，具有良好的高频电性能,使用频率可达18GHz，适合于连接机械配线和单元配线, 是目前 应用领域最广泛的射频 同轴连接器。 2) N TYPE : Navy Connector的字母缩写，1960年美国Bell研究所的Paul Neil研发的螺纹连接（5/8- 24UNEF）射频同轴连接器，具有坚固、耐久性能优越的特点, 使用频率可达DC~12.4GHz, 也是应用最广泛的连接器。 3) BNC : Bayonet Navy Connector的字母缩写，1940年Neil和Conecelmen共同研发的一种卡口式射频同轴连接器，使用频率可达DC~4GHz。 4) TNC :Threaded Navy Connector的字母缩写，产生于1950年，内部结构与BNC相同的螺纹连接（7/16-28UNEF）同轴连接器，具有很好的耐振动冲击性能，使用频率可达DC~11GHz。

  14. 系列连接器的用语及使用规格 5)MCX : Micro-Coaxial Connector的字母缩写，1980年在欧洲研发，内部结构与SMB相同，其连接方式为推入- 搭锁式，使用频率可达DC~6GHz。 6)7/16 : 7/16的名称取自插针外径（Φ7）和外壳内径（Φ16）的尺寸，采用螺纹连接结构M29*1.5), 具有坚固、稳定、低损耗、工作电压高等特点，使用频率可达DC~7.5GHz, 主要用于基站、天线系统等。 7) SMB : SMB的名字取自Sub Miniature B Type（超小型B型）连接器的字母缩写，产生于20世纪60年代。SMB型射频同轴连接器具有推入搭锁连接结构，在0~4GHz范围内具有良好的电气特性，其体积比SMA更小，插拔快速、方便、还能够大大提高空间利用率。广泛用于天线、基站、电缆组件、各种军用/民用无线电通信、视频系统等。 8) MMCX : Miniature Micro-Coaxial Connectore的字母缩写，是印制电路小型连接器。

  15. 9) 连接器使用频率范围(GHz) :

  16. 电缆装配用连接器类型及连接器插针固定方法 3. 电缆装配用连接器类型: 1)直焊式： 电缆内导体与连接器内导体；半刚性电缆外导体与连接器外导体锡焊连接，需要用专用装配工具。 2) 压接式:电缆屏蔽层被压接套管用专用压接钳压接固定在连接器上，结构简单,装接速度快, 一致性好,可靠性高, 该结构适用于柔性电缆. 3) 夹持式:装配连接器和电缆时，利用螺母结构，把电缆屏蔽层通过夹持机构与连接器外壳外导体连接并固定,该结构适用于柔性电缆与馈线电缆. 4.连接器插针固定方法: 1）压入式：强制压入的方式固定插针。 2）环氧式：绝缘子和外壳打孔后，使用环氧树脂固定插针。 3）点铆式：压入后，点铆外壳固定插针。 4）倒刺式（Barb）：插针上加工出翅膀形状，并把它固定在绝缘子上。 5）滚花式（Knurl）：插针局部部位加工为滚花形状，并把它固定在绝缘子上。

  17. 连接器各种形式名称及定义 5. 连接器壳体形式 １）插头（阳头）：是指以内螺母结构旋转或具有固定旋转结构的连接器。 2）插座（阴头）：是指以外螺钉或固定槽的结构与阳头成双接合的连接器。 3）直式（STRAIGHT）：是指“一”字形的连接器。 4）弯式（RIGHT ANGLE）：是指“ᄀ”字形的连接器。 5）穿墙式（BULKHEAD）：连接器外壳的螺钉较长，用螺母和弹垫将连接器固定在面板上， 　　　　　　　　　　　　　　形式上分为前安装、后安装。 6）法兰安装式（FLANGE MOUNT）：将连接器法兰盘固定在前面板上的连接器。 7）穿墙式（FEED THROUGH）：将连接器固定在后面板上的连接器。 8）插座（RECEPTACLE）：连接器和射频元器件锡焊连接的结构，也叫插座（TERMINAL）。 9）两，四孔：连接器法兰盘固定为目的，形式上分为两孔、四孔法兰。 10）插座（TERMINAL）：连接器和射频元器件锡焊连接的结构，一般插针凸出的结构。

  18. 连接器形式及名称 6. 连接器形式及名称:

  19. 7. 连接器各零件名称: 1) SMA 电缆插头141 : 连接螺母 密封圈 C型卡簧 绝缘子 外壳 插针 2) SMA穿墙法兰电缆插座141 : 螺母 内齿弹垫 绝缘体 外壳 插针

  20. 3) N 型电缆插头141 : C型卡簧 密封圈 连接螺母 绝缘子 外壳 插针 4) N 型穿墙电缆插座141 : 背紧 螺母 焊环 插针 外壳 绝缘子 螺母 内齿弹垫 密封圈

  21. 二、射频同轴电缆组件 • 1.射频同轴电缆组件的定义 • 2.射频同轴电缆结构 • 3.射频同轴电缆组件装接方法 • 4.常见的电性能指标

  22. 1.射频同轴电缆组件的定义 • 电缆组件由射频连接器与电缆装配而成。 射频连接器 射频连接器 电缆

  23. 2.射频同轴电缆结构 射频同轴电缆是一种常用微波信号传输线，它具有频带宽、电性能优越、可弯折、使用方便等优点，被广泛用于仪器仪表、微波通信系统中。其典型结构如下图所示：

  24. 3.射频同轴电缆组件装接方法（一）

  25. 射频同轴电缆组件装接方法（二）

  26. 射频同轴电缆组件装接方法（三）

  27. 射频同轴电缆组件装接方法（四） 压接套管 剥头 焊接插针

  28. 射频同轴电缆组件装接方法（五）

  29. 4.常见的电性能指标 • （1）特性阻抗 • （2）电压驻波比 • （3）插损 • （4）延迟时间 • （5）三阶交调

  30. （1）特性阻抗 特性阻抗是指传输线上入射波电压与入射波电流之比，或反射波电压与反射波电流之比的负值，是同轴电缆最基本的电气特性。实际上特性阻抗可以通过中心导体外径，绝缘介质外径以及介电常数进行计算。 介质外径 介质内径 介质的介电常数

  31. （2）电压驻波比（VSWR） 在非理想状态下，传输微波信号的电缆中同时存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方，电压振幅相减为最小电压振幅Vmin，形成波节。其他各点的电压振幅介于波腹也波节之间。这种合成波称为行驻波，也可以用反射系数来计算：

  32. （3）插入损耗 • 组件的插损主要由三部分组成： 接头的插损 电缆的插损 失配引起的插损

  33. （4）延迟时间 • 信号在电缆中通过的时间，取决于电缆介质的介电常数，介电常数越低，信号传播时间就越短。

  34. （5）三阶交调 • 什么是无源互调失真？

  35. 发射通道 接收通道

  36. 多做 多听 多看 多问 多想

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