CN101025428A - 射频同轴微带连接器的测试样件及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种射频同轴微带连接器的测试样件及其测试方法，是将两个连接器(6)的输出端互相对接，并在对接处夹有导电锡纸(3)。两个连接器(6)由固定板(4)和螺栓(5)紧固。该测试方法按开路校准、短路校准、校“0”的测试步骤进行。该测试方法可准确测出单个射频同轴微带连接器的电压驻波比和插入损耗。

Description

射频同轴微带连接器的测试样件及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种射频同轴微带连接器电参数的测试技术，特别是射频同轴微带连接器的测试样件及其测试方法。

背景技术

通常所讲的射频同轴连接器是指连接器和电子设备连接部分是通过射频电缆连接的连接器，也称为电缆连接器。这种连接器具有一个符合标准规定的端口(为标准端口：射频同轴连接器有多种系列，如N、BNC、TNC、SMA等系列。每个系列都有一个详细规范，对该端口的结构作了详细的规定。由于射频同轴连接器有该端口，所以，连接器在同一系列内能方便的在电路中实现连接，而且，同一系列内的同一连接状态的插针或插孔连接器具有互换性。下文称该端口为标准端口)，同时具有一个和电缆连接的连接端口(为非标准端口：由于被连接对象是电缆，连接器的这一端口的设计是根据电缆结构尺寸进行的，是非标准端口，下文称连接端口。)

射频同轴微带连接器(下称微带连接器)是指和电子设备的微带线、带状线以及各种不同的传输线或电子线路板连接的连接器。这种连接器也同样具有符合标准规定的标准端口。由于这种连接器的连接端口(非标准端口)是和微带线、带状线以及各种不同的传输线或电子线路板配接的，所以，其连接端口的结构具有多样性的特点。由于这些原因，这种连接器的规格型号是非常多的，非常繁杂的。也就是因为这种连接器繁杂和输出端的多样性，很难接入测试电路中，测试起来非常困难。目前，本行业相当多的企业不测量或采取不规范方法进行测量，以致对产品整体性能很难进行控制。

关于连接器的电参数的测量，通常主要测量“电压驻波比”和“插入损耗(有时也称为传输损耗)”。对于电缆连接器来说，由于连接器和射频电缆之间很容易连接，而射频电缆和测试仪器的电路连接问题也很容易解决，这种连接器测量也比较简单。但对射频同轴微带连接器来说，由于连接端的复杂和多样性，很难连接到测量电路中，所以，这种连接器的测量就变得相当困难。

关于射频同轴微带连接器，美国军方1982年发布了MIL-C-83517美国军用规范《同轴、带状线或微带传输线用的射频同轴连接器总规范》，我国1990年等同采用了该标准，发布了GJB976-90中华人民共和国国家军用标准《同轴、带状线或微带传输线用的射频同轴连接器总规范》。在这些标准中，介绍了电压驻波比、插入损耗等电性能参数的测量方法。按照这些标准进行测量，必须制作试验夹具，用试验夹具和被测连接器配合起来进行测量，必须将夹具和被测微带连接器连接在一起接入测试电路中。这样，不论进行电压驻波比电参数测量还是进行插入损耗电参数的测量，都难免将试验夹具的误差引入测试中，对测试结果造成影响。而且，微带连接器的连接端的形状各异，试验夹具制作难度大。所以，这些标准的电参数测量部分在国内连接器待业中基本上没有得到贯彻。

关于射频同轴微带连接器的测量，上世纪80年代末期，国家曾下计划进行专题攻关研究，取得一些突破，如制作微带线盒的方法将两个微带连接器连接在一起以及其他的测量方法。但是，由于微带连接器连接端口的多样性这样作仍很困难。所以，直到目前为止，本行业有相当多的企业根本就没有进行这方面测量，或将微带连接器直接和电子设备连接起来进行简单的测试。这样做其测试结果不只是包含被测件本身的电性能，还包含有电子设备中的电性能成份。而我们测试的目的是要准确表示被测样件本身的电性能参数。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的不足，提出一种在射频同轴连接器电参数测试中采用的射频同轴微带连接器的测试样件。

实现上述目的的技术解决方案在于：将两个连接器的输出端互相对接，并在对接处夹有导电锡纸。

其进一步技术解决方案是：两个连接器由固定板和螺栓紧固。

本发明的另一目的是提供一种准确测试射频同轴微带连接器电参数的测试方法。

其技术解决方案按如下步骤进行：

1、开路校准：将开路器接至矢量网络分析仪的测试端口进行校准；

2、短路校准：去掉开路器后再将短路器接至矢量网络分析仪的测试端口进行校准；

3、校“0”：将矢量网络分析仪的测试端口依次与测试电缆、转接器、校准线、转接器、匹配负载连接后校准“0”位；

4、测试：去掉校准线后将测试样件连接在两转接器之间进行测试。

将测试所得电压驻波比曲线的最大点读数用下式

S_单＝(3S_双+1)/(S_双+3)

计算得出单个射频同轴微带连接器的电压驻波比数据。

本发明采用的测试样件及测试方法所产生的优点是：

采用本测试方法制作试样，对中间的辅助器件制作做了规定，误差很小，解决了背景技术的不足，采用了当前比较先进的测量设备——矢量网络分析仪，在测试中合理利用矢量网络分析仪的校准功能，大大提高了测试精度。

现将本测试方法和标准(MIL-C-83517美军标和GJB976-90国军标)中的方法作一全面对比分析说明：

1、被测主体对象

标准中的方法是通过制作试验夹具与射频同轴微带连接器配合起来接在电路中进行测量的。而本方法是将两个连接器的连接端对接并夹有导电锡纸制作成测试样件，并将测试样件接入测量电路中的方法来实现测量的。

标准中的方法被测主体对象是“被测件和试验夹具”整体，而试验夹具是人为的另外专门制作的，不是真正的被测产品，其测试结果中必然有由此引入的误差。而本方法中的测试样件是由两个产品的连接端对接，是一种对称结构，两端均是被测产品，中间通过绝缘子2、铜管1测试附件连接，这些测试附件是按同轴线理论设计的。这样，使两只产品的中间连接部分构成为一个标准的同轴线，在进行电压驻波比测量时，其反射系数近似为0，不会产生电压驻波比误差。由于制作时注意光洁度的要求，其本身插入损耗误差很小。采用该测试样件测试的主体对象是两个被测产品，测得的结果是两个被测产品的参数值。

2、测试设备

标准方法中使用的设备是扫频信号源和开槽测量线组成的系统。这种测量系统特点是将开槽测量线中的电场分布规律用探针检测出来画在测试图中。然后对测试图进一步分析来获得电压驻波比参数值。用此设备测试射频同轴微带连接器的插入损耗时，还要在测量电压驻波比的设备系统上另外再加上功率检波器、隔离器和功率放大器才能测量。采用这种扫频系统测量射频同轴微带连接器的电压驻波比和插入损耗两种参数时测得的结果，对测试结果测试图必须人为的去分析计算，其过程比较复杂。所以，这也是标准中的方法在射频连接器行业中没有被贯彻使用的一个重要原因。

本方法中使用了矢量网络分析仪，而用矢量网络分析仪对被测产品进行测量时，可以直接给出人们要求的测量结果值。要测量什么参数，只要按仪器的使用规程严格操作，即可获得满意的结果。在本方法中，当测量电压驻波比时，只要按测试步骤严格去操作，即可消除测试系统带来的误差。特别是测试中使用了校准线，而校准线是严格按标准同轴线制作的，能很好的消除误差。与上同理，当测量插入损耗时，只要严格操作步骤，特别是使用了校准线，即能很好的消除误差。所以采用矢量网络分析仪可以很方便的进行电压驻波比、插入损耗两种参数的测量。

3、对测试结果的数据处理

如上所述，标准中的方法，由于使用了扫频测量线，测得的结果是测量线中电场图象分布曲线，要获得需要的参数值，还必须对曲线进行分析处理，其过程比较烦琐。

采用本方法：在测量电压驻波比时，只需将按试样测得的一对产品的电压驻波比曲线上的最大电压驻波比数据点采用公式分解为单个产品的电压驻波比即可。在测量插入损耗时，只需将按测试样件测得的两只产品的插入损耗值除以2分解为单个产品的插入损耗即可。

本测试方法是针对射频同轴微带连接器产品而设计、制定的，按照本方法，本申请人已设计制作了多套测试样件，成功的进行了测量，通过本方法测得的数据提供给用户后，已得到国内外用户的认可。另外本方法的测量原理及其对数据的处理完全符合微波技术理论，所以，本方法的基本技术理论也同样适用于射频同轴连接器。在对射频同轴连接器测量制作测试样件时，只需要将两只射频同轴连接器用射频电缆连接起来就构成了射频同轴电缆连接器的测试样件，其它只要按上述全部相应方法操作执行就可以了。

附图说明

图1：本发明采用的测试样件结构示意图。

图2：图1的A向视图。

图3：本发明中所采用的测试电压驻波比的测量校准电路图。

图4：本发明中所采用的测试插入损耗的测量校准电路图。

图5：测试一对射频同轴微带连接器的电压驻波比——频率特性曲线图。

图6：测试一对射频同轴微带连接器的插入损耗——频率特性曲线图。

具体实施方式

如图1、图2所示，这个测试样件是将两个射频同轴微带连接器6的输出端对接，并在对接处加有导电锡纸3以便传输电信号。这两个射频同轴微带连接器6由两块固定板4以及螺栓5固定并紧密结合。为了电信号不发生泄漏并能够传输，在两个连接器6输出端外还套有绝缘子2和铜管1的测试附件而构成一个测试样件X整体。

该测试样件X在制作时必需按被测产品的特性阻抗要求来制作，要保证两只连接器6的连接端在电气上通过测试附件装配要连接良好。当电信号通过时，在被测附件连接区段必须是无反射传输，而且不得有信号泄漏。两连接器6端头应为标准端口，以便更好地、更方便地连接在测试电路中。

为了能很好的进行射频同轴微带连接器电参数的测量，除了要有矢量网络分析仪  测试设备外还必须准备好下列器件：

1、测试电缆13(是一段电缆组件，用于将测试样件和仪器测试端口11连接起来)：该测试电缆的13一端有能和测试样件X相配合连接的试验连接器，另一端的试验连接器和仪器测试端口11能很好连接。

2、转接器14、10(两端是不同系列的标准端口的连接器，其作用同测试电缆)：用转接器14将测试样件X和仪器测试端口11连接起来，或用转接器14、10将测试样件和别的测试器件连接起来。

3、校准线15(是被测样件的测试基准，为一段同轴线)：测试前，接入测试电路中，进行测试电路校准。测试时用被测试样X来取代校准线对被测试样进行测量。

校准线设计制作原则：

1)、校准线15两端口连接状态和被测试样X两边端口连接状态相同；

2)、要求校准线15的电压驻波比进似等于1(最大不得超过1.05)。因为电压驻波比等于1时反射系数为0。(校准线是测试时用来调基准，这样作，避免了因测试时更换为被测样件而带来误差。)

电参数测量

对连接器而言，通常所指电参数是“电压驻波比”和“射频插入损耗”。

(1)射频同轴微带连接器电压驻波比的(反射特性)测量

有关矢量网络分析仪的开机、预热、设定、关机等按其操作规程进行。采用矢量网络分析仪按图3连接测量电路进行测试，具体步骤如下：采用矢量网络分析仪12测试端口11进行测试，对测试端口11进行测量前的校准；开路校准：去掉图3测试端口前连接的电路，将开路器8接在测试端口11进行校准；短路校准：去掉开路器8，将短路器9接在测试端口11进行校准；校“0”反射：如图3所示，将测试电缆13、转接器14、校准线15、转接器10、匹配负载7依次串接并和仪器测试端口11连接起来进行校准；将校准线15去掉，换接被测试样进行电压驻波比测量。

(2)射频同轴微带连接器插入损耗的测量

有关矢量网络分析仪的开机、预热、设定、关机等按其操作规程进行。

采用矢量网络分析仪，按图6连接测量校准电路进行校准和测试，

具体步骤如下：

按图6连接测试电路，两转接器10、14分别与矢量网络分析仪12的两个测试端口11连接，校准线15连在两转接器10、14之间，将矢量网络分析仪12打在插入损耗档位调0dB；

将校准线15去掉，换接被测测试样件X，进行插入损耗测量。

数据处理：

(1)电压驻波比：按上述方法测得的电压驻波比——频率特性曲线是两个产品的总结果，而最终需要的数据应该是单个产品的电压驻波比。对测得的曲线最大点读数按下列公式分解：

S_单＝(3S+1)/(S_双+3)

式中：S_双为两只射频同轴微带连接器的电压驻波比；

S_单为单只射频同轴微带连接器的电压驻波比

按该公式对最大点读数分解的结果也是单只射频同轴微带连接器最大的电压驻波比。

(2)插入损耗：与上同理，所得的插入损耗数据曲线也要分解为单只连接器插入损耗，将所得的数据除以2后即为单只射频同轴微带连接器的插入损耗。

测试实例

一、电压驻波比的测试：

将两个连接器6(XMB-KHD8)按图1、2组装成测试样件X，对该测试件X按照图3所示电路进行测试，则测得一对连接器的电压驻波比——频率特性曲线(参见图5)。对图5中最大电压驻波比的读数(1.172)用前述公式进行数据处理：

S_单＝(3S_双+1)/(S_双+3)

＝(3*1.172+1)/(1.172+3)

＝4.4516/4.172

＝1.082

则单个连接器的电压驻波比为1.082

二、插入损耗的测试

对测试件X按照图4所示电路进行测试，则测得一双连接器6的插入损耗——频率特性曲线(参见图6)。图6中显示两个连接器的插入损耗在频率1485MHz处的读数为-0.0721，再除以2就可得到插入损耗的实际数值：

即：插入损耗_单＝-0.0721dB/2＝-0.0361dB

则单个连接器的插入损耗在频率1485MH_Z处的数值为-0.361dB。

Claims (4)

1、一种射频同轴微带连接器的测试样件，其特征是将两个连接器(6)的输出端互相对接，并在对接处夹有导电锡纸(3)。

2、如权利要求1所述的射频同轴微带连接器的测试样件，其特征是两个连接器(6)由固定板(4)和螺栓(5)紧固。

3、采用如权利要求1所述测试样件的测试方法，其特征在于该测试方法按如下步骤进行：

3.1开路校准：将开路器(8)接至矢量网络分析仪(12)的测试端口(11)进行校准；

3.2短路校准：去掉开路器(8)后再将短路器(9)接至矢量网络分析仪(12)的测试端口(11)进行校准；

3.3校“0”：将矢量网络分析仪(12)的测试端口(11)依次与测试电缆(13)、转接器(14)、校准线(15)、转接器(10)、匹配负载(7)连接后校准“0”位；

3.4测试：去掉校准线(15)后将测试样件X连接在两转接器(14、10)之间进行测试。

4、如权利要求3所述的测试样件的测试方法，其特征在于将测试所得电压驻波比曲线的最大点读数用下式：

S_单＝(3S_双+1)/(S_双+3)

计算得出单个射频同轴微带连接器的电压驻波比数据。

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