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    现代移动通信用射频同轴连接器与配接电缆的匹配优化

    放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-21 13:58:05    浏览次数:41    评论:0
    导读

    摘要:以射频同轴连接器7/16F-22为例,介绍了采用高抗补偿技术和软件仿真的方法,实现射频同轴连接器与配接电缆信号传输匹配性能的优化改进,从而提高现代移动通信网络质量。关键词:射频同轴连接器;匹配性能;现代移动通信网络0 引 言随着国民经济高速增长和人民生活水平的不断提高,现代移动通信发展迅猛,移动通信网

    摘要:以射频同轴连接器7/16F-22为例,介绍了采用高抗补偿技术和软件仿真的方法,实现射频同轴连接器与配接电缆信号传输匹配性能的优化改进,从而提高现代移动通信网络质量。

    关键词:射频同轴连接器;匹配性能;现代移动通信网络

    0 引 言

    随着国民经济高速增长和人民生活水平的不断提高,现代移动通信发展迅猛,移动通信网络不仅要覆盖室外,还要覆盖高层楼宇、地下场所、人口密集区等,网络用射频同轴连接器数量越来越大,目前2G、3G、4G移动通信共存,运营商和通信设备商对射频同轴连接器的质量提出了更高的要求。

    在目前移动通信网络工程施工或验收中,经常会发生射频同轴连接器与配接电缆出现信号传输匹配性能差的问题,具体反应在连接器与配接电缆连接部分的电压驻波比(VSWR)出现峰值,网络线路中多个这样的峰值叠加,会引起网络信号反射增加,直接影响信号传输质量,减小传输距离,严重时,会造成因网络VSWR超标而工程不能验收。因此,如何提高射频同轴连接器与配接电缆信号传输匹配性能,尽量降低其连接部分的VSWR峰值,是当前射频同轴连接器生产厂家必须面对和解决的问题。

    1 射频同轴连接器与配接电缆信号传输匹配性分析

    射频同轴连接器与配接电缆连接部分见图1,图中,D1为连接器内部孔径,D2为电缆内部孔径。连接器内部是空气,电缆内部是发泡绝缘,其介电常数不同,根据微波传输理论,可以通过调整连接器的孔径来实现连接器与配接电缆间的阻抗匹配,但孔径的变化,会产生不连续电容,从而在该部分引起传输信号反射,导致VSWR出现较大峰值。针对这个问题,可以采用高抗补偿技术,最大限度降低VSWR峰值。

    图1 射频同轴连接器与配接电缆连接示意图

    2 射频同轴连接器内部孔径设计

    射频同轴连接器内部孔径D1可按式(1)计算。通常,连接器内部空气绝缘介电常数取1.0。

    式中,d为连接器内导体外径(mm)。

    3 优化改进

    3.1 理论补偿设计

    射频同轴连接器与配接电缆连接部分不同孔径所产生的不连续电容,可以采用高抗补偿技术来降低VSWR峰值。通常,在D1与D2间增加一个空气绝缘间隙,其轴向长度L(以下称补偿长度)可按式(2)进行计算,D1=20.7 mm,D2=22.6 mm,经计算,补偿长度L=0.6 mm。

    式中,K50Ω为常数,取3.09。

    3.2 优化改进

    为进一步降低射频同轴连接器与配接电缆连接部分的VSWR峰值,缩短改进时间,我们采用仿真技术,建仿真模型如图2所示,其中补偿长度L为0.6 mm,经运算,在5~4800 MHz频率范围内,VSWR峰值仿真结果为1.007 5,如图3所示。

    图2 仿真模型

    图3 VSWR峰值仿真结果

    在合理的零件加工和产品设计条件下,通过多次微调补偿长度的仿真运算,得到最小VSWR峰值为1.004 0,如图4所示,从而确定最佳补偿长度L为0.7 mm。

    图4 最小VSWR峰值

    4 改进结果

    优化改进后,射频同轴连接器与配接电缆连接部分如图5所示,在5~4800 MHz频率范围内,实测连接器与配接电缆连接部分VSWR峰值为1.044 1(见图6),与改进前实测VSWR峰值1.112相比(见图7),改进效果明显,达到了改进目的。

    图5 射频同轴连接器与配接电缆连接改进示意图

    图6 改进后的VSWR曲线

    5 结束语

    在提高射频同轴连接器本身质量的同时,我们仍要关注和提高其与配接电缆信号传输的匹配性,文中采用电脑仿真和理论设计相结合的方法,省时有效地解决了射频同轴连接器与配接电缆连接部分因不连续电容所造成的VSWR恶化问题,达到了改进目的。

     
    (文/小编)
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