大直径过渡比射频同轴连接器设计探讨.pdf

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1、第１期机电元件Ｖｏｌ畅３６Ｎｏ畅１２０１６年２月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＦｅｂ畅２０１６研究与设计大直径过渡比射频同轴连接器设计探讨周大敏，李明德（中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠，２３３０１０）摘要：本文小结了射频同轴转接器在直径过渡比Ｒ＜５．５的情况下，直角过渡、锥形过渡和抛物线过渡的结构设计和计算公式。在此基础上，对大直径过渡比Ｒ＞５．５时，通过按原有公式对锥形过渡和直角过渡不同方案的结构设计，和逐一仿真设计和优化。探讨原有的计算公式是否适用。国内外论文对此相关的论断是否正确，直角过渡能否替

2、代锥形过渡等问题，并通过设计实践，测试验证所得结论的正确性。关键词：大直径过渡比，直角过渡，锥形过渡，射频同轴连接器Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１６．０１．００４中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１３３（２０１６）０１－００２５－０６阶梯过渡、错位过渡）、锥形过渡（或称锥体过渡、渐1引言变过渡）和抛物线过渡三种。设转接器外导体内径随着科学技术和通讯事业的迅猛发展，大功率较大者为Ｄ，较小者为Ｄ１，直径过渡比为Ｄ／Ｄ１＝Ｒ。射频传输系统的应用越来越广泛。为了适应各种环对于直径过渡比Ｒ

3、＜５．５的情况下，三种过渡结构形境条件下的应用，总会需要把相同阻抗不同直径的式和相应的计算公式如表１所示。传输系统进行过渡连接到不同系列连接器的界面大功率射频传输系统，意味着射频传输系统上；为了提高和保证射频传输系统的性能和质量，必的外导体内径的增大，要过渡到适用的测试仪器须对射频传输系统进行测试，需要把应用的射频传的接口界面，这意味着同轴转接器的直径过渡比输系统转接到适用的射频测量仪器上。根据测量仪Ｒ的增大。由表１所列的计算公式，直角过渡的器的应用频段不同，通常测量仪器的接口有Ｎ型、适用条件是Ｄ／Ｄ１＜３或２＜Ｄ／Ｄ１＜５，锥形过渡Ｓ

4、ＭＡ、３．５ｍｍ和２．４ｍｍ射频连接器界面，即需要设是在Ｄ／Ｄ１≤５．４８的情况下得出的。对于直径过计的射频同轴转接器过渡到Ｎ型、ＳＭＡ、３．５ｍｍ和渡比Ｒ≥５．５的情况，表１所列直角过渡和锥形２．４ｍｍ射频连接器界面。对于射频同轴转接器的设过渡的计算公式还适用吗？计，除要遵循基本设计三原则外，重要的是选择直径对于直径过渡比Ｒ≥５．５的情况，是采用直过渡段的结构设计，满足低驻波比、低插入损耗、低角过渡还是采用锥形过渡，在国内外发表的论文成本和高可靠的要求。中也有表述。例如在陈乔清撰写的枟同轴转接头对于相同阻抗不同直径的射频同轴转接器的设

5、的设计枠一文中写道：“当Ｄ／Ｄ１＞３时，必须采用计，直径过渡段的结构形式很多。在常见同轴转接渐变过渡结构，以实现宽带补偿”；在吴秉钧、韩器的设计中，过渡段的结构形式有：直角过渡（或称梅英撰写的枟射频同轴转接器的设计枠一文中讲：收稿日期：２０１６－０１－０２２６机电元件２０１６年“据报导，当Ｄ／Ｄ１＞４时，直角阶梯补偿是很困难的。经常提倡的锥形尺寸并非最佳值，因为它们的，宜采用锥形或抛物线过渡”；而国外作者Ａ．是靠近似法确定的。另外，此文还提到：＂锥形过Ｋｒｅｕｓ１９６０年撰写的在我国１９７１年枟无线电工程渡与等效直径过渡（即Ｄ／Ｄ１相同

6、）反射系数比较译文枠第２期发表的译文：＂同轴线中被补偿不连说明，两种过渡形式差别很小，只是对于大直径续性的反射系数曲线系以及最佳尺寸的确定＂一比（Ｄ／Ｄ１＝５．４８）锥形过渡才略有优越。”从整篇文中，对此问题的表述是：“直接过渡和锥形过论文来看，这些论断应是在直径过渡比Ｒ＜５．５渡，只要尺寸适当，两种形式所得的结果是一样的条件下得出的。表1射频同轴转接器过渡结构形式过渡形式计算公式DD１D（１）当＜３时，△≈lｎD１KD１直对于５０Ω同轴线：Ｋ＝３．０９角对于６０Ω同轴线：Ｋ＝２．９０过对于７５Ω同轴线：Ｋ＝３．０４渡DD（２）当２＜＜

7、５时，△≈D１８φtg２Z０≈６０lｎ，通常优选：矱取１２°、１６°。矱锥tg２d１D１d２Da＝，b＝，c＝，d＝形２tg矱２tgφ２tg矱２tgφ注：（１）φ、矱两角共顶，可得到最佳补偿；过（２）两锥顶的微小位移，会引起反射的显著变化；D（３）锥形过渡与等效直角过渡（即：相同），反射系数差渡D１D别很小，只有当＝５．４８时，锥形过渡才略显优势。D１２ｔａｎθ１b＝b０－l２４（b０－b１）２（b０－b１）L１＝抛ｔａｎθ１物θ０ｔａｎ２线Z０＝５９．９６Inθi过ｔａｎ２渡ｓｉｎθia＝bｓｉｎθ０△l＝a－b２ｔａｎθi２ｔａｎθ

8、０从平面场形状到球面场形状的平滑过渡（a）截面图（b）过渡几何图对于以上国内外论文关于直角过渡与锥形过渡在大直径过渡比条件下的论断正确吗？又第１期周大敏等：大直径过渡比射频同轴连接器设计探讨２７直角过渡和锥