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作者: 朱輝,FindRF 前言 對(duì)于一條射頻測試電纜組件，應(yīng)用工程師不僅關(guān)心其出廠時(shí)的指標(biāo)，而且更加關(guān)心其使用壽命。 射頻電纜組件的壽命取決于三個(gè)因素：電纜本身的抗彎曲性能，電纜和接頭之間的良好連接及其抗彎曲性能，接頭的壽命。對(duì)于前二項(xiàng)因素，可以采取工裝夾具或者規(guī)范操作者的動(dòng)作來保證；而對(duì)于接頭的壽命，則只能依賴接頭本身的質(zhì)量以及裝配工藝來保證了。 以N型連接器為例，在射頻連接器的國際標(biāo)準(zhǔn)，如美軍標(biāo)MIL-C-39012和國際電工委員會(huì)IEC 60169-16中，規(guī)定了N型（銅材）連接器的插拔壽命是500次。 MIL-C-39012是這樣描述的：在12圈/每分鐘的條件下，最少插拔500次，連接器應(yīng)滿足配合要求。而IEC 60169-16中則規(guī)定了在0.7-1.1Nm的力矩條件下，最少的插拔壽命為500次。 在和射頻測試電纜的使用者的交流中，我們時(shí)�？梢月牭竭@樣的聲音：500次？太少了，我們至少都要用到幾千次! 之所以有這樣的認(rèn)識(shí)，是因?yàn)闆]有了解連接器的各種應(yīng)用條件和標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定指標(biāo)的具體含義。仔細(xì)分析標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定指標(biāo)的附加條件并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，可以對(duì)射頻連接器的壽命定義得出以下結(jié)論： 1) 500次的壽命是在N型連接器規(guī)定力矩（0.7-1.1Nm）條件下的指標(biāo)。要達(dá)到這個(gè)力矩，需要采用專用的力矩扳手，普通人的正常操作無法達(dá)到這個(gè)力矩。筆者針對(duì)N型連接器做過一個(gè)試驗(yàn)：當(dāng)感覺用手已經(jīng)擰緊時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)力矩扳手（Suhner P/N 74 Z-0-0-193）還可以再擰緊將近半圈。 2) 所謂500次壽命的含義是：當(dāng)按照規(guī)定力矩插拔500次之內(nèi)，所有的電氣指標(biāo)是保證在出廠指標(biāo)的規(guī)定范圍內(nèi)。以BXT生產(chǎn)的測試電纜為例（Nm-Nm，1米長，BXT P/N RG223-03-03-1000A），其出廠指標(biāo)為插入損耗0.84~1.4dB/dc-3GHz；駐波比為1.15~1.25@dc-3GHz。當(dāng)插拔500次后，上述指標(biāo)依然是可以保證的。 3) 除非精密的計(jì)量和校準(zhǔn)測試，在生產(chǎn)線上，很少采用昂貴的標(biāo)準(zhǔn)力矩扳手來拆裝射頻連接器，所以說在實(shí)際使用時(shí)，射頻連接器所承受的力矩要遠(yuǎn)小于規(guī)定值。同時(shí)，靠人力擰緊的連接器完全可以滿足指標(biāo)的要求。這就給延長連接器的使用壽命創(chuàng)造了條件。 4) 作為測試電纜組件的提供商，BXT不會(huì)僅僅希望靠減少力矩來延長射頻連接器的壽命，而是從連接器本身的質(zhì)量來保證有足夠長的使用壽命。 那么，一個(gè)射頻連接器的壽命究竟有多長呢？為了獲得一個(gè)相對(duì)確切的數(shù)據(jù)，筆者進(jìn)行了一次射頻連接器的插拔壽命試驗(yàn)。 射頻連接器的插拔壽命試驗(yàn)方法 試驗(yàn)對(duì)象是一條長度為1米，二端為Nm的RG223測試電纜組件（BXT P/N：RG223-03-03-1000A），被測的Nm接頭的螺套和外導(dǎo)體采用銅鍍?nèi)辖鸩牧�，�?nèi)導(dǎo)體則采用鍍金黃銅。試驗(yàn)是在以下條件下進(jìn)行的： 1) 試驗(yàn)針對(duì)其中一端的Nm接口，與一個(gè)Nf連接器進(jìn)行對(duì)接，采用扳手進(jìn)行連接和拆卸。為了保證精度，采用了不銹鋼材料的Nf接頭，一般情況下，不銹鋼材料的連接器的壽命是1000次，這要比銅材高出整整一倍。 2) 每插拔一次為一個(gè)循環(huán)（圖1），每100次插拔后測量一次電纜組件的插入損耗和被試驗(yàn)端的接口的駐波，并記錄在2.2GHz頻率點(diǎn)上的數(shù)值。試驗(yàn)共進(jìn)行了2400次。 
圖1.射頻連接器的壽命試驗(yàn)方法 壽命試驗(yàn)結(jié)果 最終測試結(jié)果見圖2和圖3，其中圖2(a）為電纜組件在2.2GHz時(shí)插入損耗隨著插拔次數(shù)的變化，圖2(b)為2.2GHz時(shí)駐波隨著插拔次數(shù)的變化。
圖2. 射頻連接器的壽命試驗(yàn)(點(diǎn)頻) 圖2中的紅色趨勢線說明，盡管實(shí)測值有些波動(dòng)，電纜組件的插入損耗總是隨著接頭的磨損而變大；而駐波則無明顯的劣化現(xiàn)象，其典型值始終保持在1.07~1.09之間。
圖3. 射頻連接器的壽命試驗(yàn)(掃頻) 圖3是掃頻條件下的插入損耗和駐波變化，分別記錄了在插拔1000次，1600次和2000次情況下從10MHz-3GHz的指標(biāo)。掃頻結(jié)果顯示在整個(gè)工作頻段內(nèi)，其插入損耗和駐波的變化特征與點(diǎn)頻是一致的。 結(jié)論 雖然上述試驗(yàn)僅僅針對(duì)一只射頻連接器，但是從試驗(yàn)結(jié)果依然可以得出一些參考結(jié)論： 1) 正常使用前提下，射頻連接器的壽命將會(huì)大大超過500次的標(biāo)準(zhǔn)值； 2) 在整個(gè)頻段內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)某個(gè)頻點(diǎn)有插入損耗和駐波的跳變現(xiàn)象。 3) 射頻連接器的插入損耗值隨著機(jī)械磨損而逐漸增加；而駐波則幾乎沒有變化；從過程看，似乎沒有一個(gè)明顯的失效點(diǎn)，所以在生產(chǎn)線上，如果沒有發(fā)現(xiàn)電纜的明顯故障，應(yīng)建立強(qiáng)制報(bào)廢制度，以保證測試指標(biāo)。 |
