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作者: 朱輝,FindRF 前言 對于一條射頻測試電纜組件，應用工程師不僅關(guān)心其出廠(chǎng)時(shí)的指標，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。對于前二項因素，可以采取工裝夾具或者規范操作者的動(dòng)作來(lái)保證；而對于接頭的壽命，則只能依賴(lài)接頭本身的質(zhì)量以及裝配工藝來(lái)保證了。 以N型連接器為例，在射頻連接器的國際標準，如美軍標MIL-C-39012和國際電工委員會(huì )IEC 60169-16中，規定了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，連接器應滿(mǎn)足配合要求。而IEC 60169-16中則規定了在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�(tīng)到這樣的聲音：500次？太少了，我們至少都要用到幾千次! 之所以有這樣的認識，是因為沒(méi)有了解連接器的各種應用條件和標準中所規定指標的具體含義。仔細分析標準中規定指標的附加條件并結合實(shí)際應用的經(jīng)驗，可以對射頻連接器的壽命定義得出以下結論： 1) 500次的壽命是在N型連接器規定力矩（0.7-1.1Nm）條件下的指標。要達到這個(gè)力矩，需要采用專(zhuān)用的力矩扳手，普通人的正常操作無(wú)法達到這個(gè)力矩。筆者針對N型連接器做過(guò)一個(gè)試驗：當感覺(jué)用手已經(jīng)擰緊時(shí)，用標準力矩扳手（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：當按照規定力矩插拔500次之內，所有的電氣指標是保證在出廠(chǎng)指標的規定范圍內。以BXT生產(chǎn)的測試電纜為例（Nm-Nm，1米長(cháng)，BXT P/N RG223-03-03-1000A），其出廠(chǎng)指標為插入損耗0.84~1.4dB/dc-3GHz；駐波比為1.15~1.25@dc-3GHz。當插拔500次后，上述指標依然是可以保證的。 3) 除非精密的計量和校準測試，在生產(chǎn)線(xiàn)上，很少采用昂貴的標準力矩扳手來(lái)拆裝射頻連接器，所以說(shuō)在實(shí)際使用時(shí)，射頻連接器所承受的力矩要遠小于規定值。同時(shí)，靠人力擰緊的連接器完全可以滿(mǎn)足指標的要求。這就給延長(cháng)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(lái)延長(cháng)射頻連接器的壽命，而是從連接器本身的質(zhì)量來(lái)保證有足夠長(cháng)的使用壽命。 那么，一個(gè)射頻連接器的壽命究竟有多長(cháng)呢？為了獲得一個(gè)相對確切的數據，筆者進(jìn)行了一次射頻連接器的插拔壽命試驗。 射頻連接器的插拔壽命試驗方法 試驗對象是一條長(cháng)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接頭的螺套和外導體采用銅鍍三元合金材料，內導體則采用鍍金黃銅。試驗是在以下條件下進(jìn)行的： 1) 試驗針對其中一端的Nm接口，與一個(gè)Nf連接器進(jìn)行對接，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端的接口的駐波，并記錄在2.2GHz頻率點(diǎn)上的數值。試驗共進(jìn)行了2400次。 
圖1.射頻連接器的壽命試驗方法 壽命試驗結果 最終測試結果見(jiàn)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(zhù)插拔次數的變化，圖2(b)為2.2GHz時(shí)駐波隨著(zhù)插拔次數的變化。
圖2. 射頻連接器的壽命試驗(點(diǎn)頻) 圖2中的紅色趨勢線(xiàn)說(shuō)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(zhù)接頭的磨損而變大；而駐波則無(wú)明顯的劣化現象，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(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。掃頻結果顯示在整個(gè)工作頻段內，其插入損耗和駐波的變化特征與點(diǎn)頻是一致的。 結論 雖然上述試驗僅僅針對一只射頻連接器，但是從試驗結果依然可以得出一些參考結論： 1) 正常使用前提下，射頻連接器的壽命將會(huì )大大超過(guò)500次的標準值； 2) 在整個(gè)頻段內，沒(méi)有發(fā)現某個(gè)頻點(diǎn)有插入損耗和駐波的跳變現象。 3) 射頻連接器的插入損耗值隨著(zhù)機械磨損而逐漸增加；而駐波則幾乎沒(méi)有變化；從過(guò)程看，似乎沒(méi)有一個(gè)明顯的失效點(diǎn)，所以在生產(chǎn)線(xiàn)上，如果沒(méi)有發(fā)現電纜的明顯故障，應建立強制報廢制度，以保證測試指標。 |
