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(完整word版)射频同轴连接器设计(完整word版)射频同轴连接器设计(完整word版)射频同轴连接器设计射频连接器插入损耗测试方法研究张武定【摘要】为了解决射频连接器插入损耗的测试，我们按美国军用标准MIL-C-39012所规定的测试方法建立了相应的测试系统。对其测试原理和方法进行了深入的研究,同时对该系统作了较详细的误差分析.研究表明，本方法由于采用了双路音频替代,具有较高的测试分辨率和测量精度，在4~18GHz频率范围内,分辨率为0.01dB。精度为△L=Lx10％+0.01dB(L为被测连接器的插入损耗值）。另外，由于本系统大量采用国产仪器和元器件，有利于生产厂推广使用,为产品靠拢国际标准提供了实用可靠的测试工具。一、引言射频插入损耗是衡量连接器电性能好坏的一项重要技术参数,也是连接器靠拢国际标准的一个不可缺少的技术指标。随着微波技术的发展和射频连接器在军事领域的广泛应用，他的使用频率越来越高.因此，人们不仅要求它有较低的电压驻波系数,还要求他有较小的插入损耗。过去由于没有有效的测试手段，因而没有把插入损耗作为考核射频连接器性能的一项重要指标，目前，为了提高射频连接器的质量，靠拢国际标准已成为各单位共同追求的目标.因此,研究插入损耗测试方法，建立插入损耗测试标准已经势在必行。鉴于上述原因,我们对美国军标MIL—C—39012所规定的插入损耗测试方法进行研究，并建立相应的测试系统。结果表明，此方法具有高的分辨率和测试精度，所用设备少，操作方便等优点。二、射频连接器插入损耗的定义射频连接器可以等效为一个四端网络,其散射参量为S11、S12、S21、S22,如图1所示。设与它相连接的等效信号源和等效负载的反射系数分别为。。。那么它的插入损耗定义为等效信号源和等效负载近似匹配,即（1）根据图1，射频连接器插入损耗用S参量表示为：（2)如果引入网络的效率概念，插入损耗可写成：（3）式中：对上述公式作如下几点说明：1、射频连接器插入损耗由耗散损耗和反射损耗两部分组成。从公式（3)知耗散损耗为(4）反射损耗为：（5）2、从公式（2）可看出，射频连接器插入损耗不仅与它的S参量有关，而且与它连接的等效信号源和等效负载的反射系数、有关.当=0、=0时,射频损耗就变为,即为它的衰减。表1说明了、和S参数对射频连接器插入损耗的影响。表1、和S参数插入损耗的影响次数参数1234561234560。0150.050.990.09850。0050。010。030.050.070.1000。010。030.050。090.100。0050.010。030.050.070。1000.010。030。050。070。10L（dB）0。0860。0850。0800。0750.0700.0630.130.1230。1050。0880.0710.0463、公式（2）可改写为：式中:A—衰减;△A-失配误差从公式（6)可知，射频连接器插入损耗是由衰减A和失配误差△A组成。为了准确地测试出插入损耗值，就必须尽可能地减小失配误差。在实际测试中就是将系统调配好,最大限度地减小和。三、测试原理和测试系统用音频替代法测量插入损耗的基本原理如图2所示：微波信号源——被测连接器——检波器——标准衰减器—-选频放大器——音频信号源图2音频替代法测量原理图微波信号通过音频信号调制后输入到测试系统，由平方律检波器将微波功率信号线性的变为音频电压信号。设Po和Plo分别为被测连接器插入前、后进入检波器的微波功率，U1和U2分别为对立的检波器输出音频电压,则被测连接器的插入损耗为：(7)图3为美国军标MIL—C-39012所规定的射频连接器插入损耗测试方框图。我们在美国军标MIL—C—39012所规定的测试方框图的基础上，根据现有的条件组成了图4所示的测试系统。图4所示的系统测量原理如下：经音频信号调制的微波信号通过定向耦合器分成两路：一路为测试主通道,另一路为参考通道，用来平衡测试通道。两路信号分别经过检波器检波，在锁相放大器中平衡指零。当被测连接器插入系统后，锁相放大器失去平衡。这是调节音频标准衰减器时锁相放大器再次平衡指零。音频标准衰减器的衰减量变化值就是被测连接器的插入损耗值。四、误差分析射频连接器双路音频替代法插入损耗测试系统的主要误差见表2误差项目误差性质误差估计检波特性偏离平方律引起插入损耗误差△L1系统误差标准音频衰减器的校准误差△L2系统误差系统失配误差△L3系统误差地电流引起的误差△L4系统误差可忽略微波谐波的影响△L5系统误差可忽略微波信号幅度和频率不稳随机误差音频调制信号幅度和频率不稳系统的噪声和干扰锁相放大器增益不稳射频连接器连接的不重复性移相器的不稳定性下面对其中主要的误差分析如下：1．检波特性偏离平方律引起插入损耗误差为