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TechnicalFeature  技术特写


      场，最好的办法是与所有合适的连接器                 和卡圈传递，如果温度过高可致使绝缘                 于1mm螺纹连接器的开发和测试都是适
      供应商共同合作以获得更多的选项。                  体产生变形。如果连接器是盲插式的设                 合的，但是，当应用于快插式（push-
         为了避免因零件的累积误差而产生                计，那么其插入的中心针的长度会影响                 on）连接器（如SMPS及其变异连接
      的相互干扰，必须确定每一个零件的尺                 连接器的响应曲线。另外，实时X-射线                器）的时候还是有额外风险的。这些连
      寸和公差是合适的，这也就是为什么大                 频谱分析仪也是十分昂贵的。                     接器理论上可以达到100GHz的工作频
      家都认为这个频段的产品开发工作比较                     每当公司内部开始设计连接器或                率，但是大多数供应商并没有能力做这
      困难的原因。零件尺寸主要取决于：电                 检测外购自可信任供应商的连接器的时                 个频段的测试，因为他们没有相应的
      缆线的绝缘介质的材质和结构，110GHz              候，都会遇到一些共同的问题。首先，                 测试设备。由于这是一个很小的细分市
      频率的波长范围为2.10-2.55mm，连接器           把来自如CST、HFSS或自己公司的仿               场，为了这个市场去购买昂贵的110GHz
      中心针参考面的公差是 0.051mm。那些             真软件的数据作为设计的经验数据，由                 矢量网络分析仪也是得不偿失的。另
      在Ka频段无关紧要的东西，在这里就是                此设定的电缆或者连接器往往不能完美                 外，市场上也很难找到合适的1mm到
      成功和失败的关键了。                        地与对应模型相匹配，需要把得到的数                 SMPS的测试转接器，即使有这样的转
         你是仅仅想做一个国内供应商还是                据再输入仿真软件进行模拟，经过多次                 接器，其价格也是非常昂贵的，而且
      追求成为一个全球供应商？如果想成为                 反复验证来改进连接器的设计。无论是                 正常情况下需要两个转接器才可以配合
      一个全球供应商，那么所有的材料必须                 凭借自身的连接器设计经验还是依靠外                 使用。还有，市场上应该也找不到可用
      满足RoHS的要求，这是一个限制使用                部供应商的合作，零件（如卡圈或绝缘                 于这种快插式连接器的校准件。这意味
      有毒有害物质的欧盟指令。因为大多数                 垫圈等）的精密加工能力都是非常重                  着可利用选通来取得一个接近实际的读
      的客户都有这个要求，所以在存货清单                 要的，它能显著地缩短连接器的设计时                 数，其数值只能仅作为参考。允许轴向
      中维护两种不同版本的产品，既没有成                 间，如图1所示。                          和径向未对准的观念可能导致测量结果
      本优势也没有必要。在生产中使用符合                     使用不同的测试设备（如矢量网分               无法得到重复验证。
      RoHS要求的焊料和生产工艺，需要更                及对应的转接器）测得的各种参数如插
      高层次的装配能力和技巧。在连接器的                 损、VSWR及回损的测试曲线也会有所                测试
      装配过程中，热量会通过连接器的壳体                 差别。由于测试校准件新旧程度不同，                     测试工作的第一个障碍是测试所需
                                        测试转接器的新旧程度及状况不同，以                 设备的成本太高，作为商业应用很难获
                                        及矢量网络分析仪初始设定的不同，同                 得批准，不是吓唬你们，请看价格：一
                                        样的连接器，你测得的数据和你的客户                 个可测试高达110GHz频率的矢量网络分
         54                             或你的供应商测得的数据肯定是有差别                 析仪超过40万美元，对应的校准件超过3
                                        的。所以，很重要的一点是，要善于倾                 万美元，而单个转接器的价格是1500美
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                                        听客户的意见，仔细分析客户的反馈，                 元（批量购买略微便宜些）。只要你想
         52                             提供测试样品并重复验证每一个问题，                 开发或生产E频段和W频段电缆组件，
         51                             这些都是学习提高的机会。                      这都是绕不过去的坎。
                                            图1展示了一个采用迭代设计方法                   矢量网络分析仪就像人类的大脑，
        Ω  50
                                        和内部精密加工设备实施连接器设计的                 而我们只是利用了大脑约10%的功能，
         49                             实例。在设计初期，很明显可以看出，                 绝大多数时间都是在使用最普通的功
         48                             从电缆到连接器的转接中存在着阻抗失                 能，而大脑的一些特殊功能基本上没有
                                        衡的问题，它严重影响产品的性能。可                 被开发。这就是说，对测试设备的调试
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                                        通过网络分析仪的时域反射测量功能对                 和测试人员的应用能力的要求是很苛刻
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         –10  1  12  23  34  45  56  67  78  89  100  其进行测量，而最有效的改进方案是调   的，它是射频电缆和连接器研发及批量
                    Time (ps)           整其中一个零件的尺寸，调整阶梯为                  生产能够成功的关键。由于这些仪器设
       (a)
                                        0.025或0.051mm。如果现场有精密加            备被应用于各种不同的应用场合及不同
         54                             工设备，操作起来就相当方便：制造两                 的组织机构，如大学实验室、电子产品
                                        个不同尺寸的零件即可。图1a是改进前                测试机构等等，所以，像Anritsu（安
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                                        的，图2a是改进后的。针对同一个尺寸                立）、Keysight（是德科技）或Rohde &
         52                             加工两个尺寸相差0.025mm的零件，使              Schwarz（罗德与施瓦茨）等测试设备厂
         51                             微调过程变得相当容易。从图1a可以看                家的应用工程师们可能对110GHz同轴电
                                        到，使用最初版本的设计，其感抗的峰                 缆组件的一些特性也不熟悉，而你们自
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                                        值为54Ω，而使用经过细微调整的零件                己的研发测试技术人员或许能提供解决
         49                             后，其感抗的峰值降低到52Ω附近，如                问题的方法，所以要尽量安排他（她）
         48                             图1b所示。同时其它相应指标也有所提                们去参加VNA厂家的培训，每次不多
                                        高，虽然不是很明显，连接器的容抗也                 学，只要学会一小部分知识就行。由于
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                                        下降了0.5Ω。这就是一个典型的设计调               测试设备有太多的功能需要学习，学员
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         –10  1  12  23  34  45  56  67  78  100  整过程的例子，随着改进的变化，确定       也需要时间去消化最初学到的知识，每
                    Time (ps)           哪个需要妥协，哪个保持不变。通常使                 个单元都需要花时间去学习，然后，做
       (b)
                                        连接器的某一部分固定不变，改变对应                 测试，出错，再做测试，一个问题解决
                                        的另一部分，根据其反应，采取一系列                 了，下一个问题依然会不断地出现。
      图1：初次设计的连接器测试曲线（a）及               这种方案，从而实现设计的改进。                       不同品牌的测试转接器，其性能表
      经过调整去除波峰后的测试曲线（b）。                    即使以上所有解决问题的方法应用               现会有些不同，价格的高低通常就预示

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