現(xiàn)代移動(dòng)通信用射頻同軸連接器與配接電纜的匹配優(yōu)化

丁偉林，　沈順元，　周　亮，　戴春平，　謝志堅(jiān)，　王曉益

（1.江蘇俊知技術(shù)有限公司，江蘇宜興214206；2.江蘇中博通信有限公司，江蘇南京210003）

現(xiàn)代移動(dòng)通信用射頻同軸連接器與配接電纜的匹配優(yōu)化

丁偉林1，沈順元2，周亮2，戴春平1，謝志堅(jiān)1，王曉益1

（1.江蘇俊知技術(shù)有限公司，江蘇宜興214206；2.江蘇中博通信有限公司，江蘇南京210003）

以射頻同軸連接器7/16F-22為例，介紹了采用高抗補(bǔ)償技術(shù)和軟件仿真的方法，實(shí)現(xiàn)射頻同軸連接器與配接電纜信號傳輸匹配性能的優(yōu)化改進(jìn)，從而提高現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

射頻同軸連接器；匹配性能；現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

0　引　言

隨著國民經(jīng)濟(jì)高速增長和人民生活水平的不斷提高，現(xiàn)代移動(dòng)通信發(fā)展迅猛，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不僅要覆蓋室外，還要覆蓋高層樓宇、地下場所、人口密集區(qū)等，網(wǎng)絡(luò)用射頻同軸連接器數(shù)量越來越大，目前2G、3G、4G移動(dòng)通信共存，運(yùn)營商和通信設(shè)備商對射頻同軸連接器的質(zhì)量提出了更高的要求。

在目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)工程施工或驗(yàn)收中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生射頻同軸連接器與配接電纜出現(xiàn)信號傳輸匹配性能差的問題，具體反應(yīng)在連接器與配接電纜連接部分的電壓駐波比（VSWR）出現(xiàn)峰值，網(wǎng)絡(luò)線路中多個(gè)這樣的峰值疊加，會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)信號反射增加，直接影響信號傳輸質(zhì)量，減小傳輸距離，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成因網(wǎng)絡(luò)VSWR超標(biāo)而工程不能驗(yàn)收。因此，如何提高射頻同軸連接器與配接電纜信號傳輸匹配性能，盡量降低其連接部分的VSWR峰值，是當(dāng)前射頻同軸連接器生產(chǎn)廠家必須面對和解決的問題。

1　射頻同軸連接器與配接電纜信號傳輸匹配性分析

射頻同軸連接器與配接電纜連接部分見圖1，圖中，D1為連接器內(nèi)部孔徑，D2為電纜內(nèi)部孔徑。連接器內(nèi)部是空氣，電纜內(nèi)部是發(fā)泡絕緣，其介電常數(shù)不同，根據(jù)微波傳輸理論，可以通過調(diào)整連接器的孔徑來實(shí)現(xiàn)連接器與配接電纜間的阻抗匹配，但孔徑的變化，會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)電容，從而在該部分引起傳輸信號反射，導(dǎo)致VSWR出現(xiàn)較大峰值。針對這個(gè)問題，可以采用高抗補(bǔ)償技術(shù)，最大限度降低VSWR峰值。

圖1　射頻同軸連接器與配接電纜連接示意圖

2　射頻同軸連接器內(nèi)部孔徑設(shè)計(jì)

射頻同軸連接器內(nèi)部孔徑D1可按式（1）計(jì)算。通常，連接器內(nèi)部空氣絕緣介電常數(shù)取1.0。

式中，d為連接器內(nèi)導(dǎo)體外徑（mm）。

3　優(yōu)化改進(jìn)

3.1理論補(bǔ)償設(shè)計(jì)

射頻同軸連接器與配接電纜連接部分不同孔徑所產(chǎn)生的不連續(xù)電容，可以采用高抗補(bǔ)償技術(shù)來降低VSWR峰值。通常，在D1與D2間增加一個(gè)空氣絕緣間隙，其軸向長度L（以下稱補(bǔ)償長度）可按式（2）進(jìn)行計(jì)算，D1＝20.7 mm，D2＝22.6 mm，經(jīng)計(jì)算，補(bǔ)償長度L＝0.6 mm。

式中，K50Ω為常數(shù)，取3.09。

3.2優(yōu)化改進(jìn)

為進(jìn)一步降低射頻同軸連接器與配接電纜連接部分的VSWR峰值，縮短改進(jìn)時(shí)間，我們采用仿真技術(shù)，建仿真模型如圖2所示，其中補(bǔ)償長度L為0.6 mm，經(jīng)運(yùn)算，在5～4800 MHz頻率范圍內(nèi)，VSWR峰值仿真結(jié)果為1.007 5，如圖3所示。

圖2　仿真模型

圖3　VSWR峰值仿真結(jié)果

在合理的零件加工和產(chǎn)品設(shè)計(jì)條件下，通過多次微調(diào)補(bǔ)償長度的仿真運(yùn)算，得到最小VSWR峰值為1.004 0，如圖4所示，從而確定最佳補(bǔ)償長度L為0.7 mm。

圖4　最小VSWR峰值

4　改進(jìn)結(jié)果

優(yōu)化改進(jìn)后，射頻同軸連接器與配接電纜連接部分如圖5所示，在5～4800 MHz頻率范圍內(nèi)，實(shí)測連接器與配接電纜連接部分VSWR峰值為1.044 1（見圖6），與改進(jìn)前實(shí)測VSWR峰值1.112相比（見圖7），改進(jìn)效果明顯，達(dá)到了改進(jìn)目的。

圖5　射頻同軸連接器與配接電纜連接改進(jìn)示意圖

圖6　改進(jìn)后的VSWR曲線

5　結(jié)束語

在提高射頻同軸連接器本身質(zhì)量的同時(shí)，我們?nèi)砸P(guān)注和提高其與配接電纜信號傳輸?shù)钠ヅ湫?，文中采用電腦仿真和理論設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，省時(shí)有效地解決了射頻同軸連接器與配接電纜連接部分因不連續(xù)電容所造成的VSWR惡化問題，達(dá)到了改進(jìn)目的。

Im provement of M atching between M odern M obile Comm unication RF Coaxial Connector and M ating Cable

DINGWei-lin1，SHEN Shun-yuan2，ZHOU Liang2，DAIChun-ping1，XIE Zhi-jian1，WANG Xiao-yi1
（1.Jiangsu TRIGIANT Technology Co.，Ltd.，Yixing 214206，China；2.Jiangsu Zhongbo Communications Co.，Ltd.，Nanjing 210003，China）

Based on 7/16F-22 RF coaxial connector as an example，this paper introduces the use of software and high impedance equalizing technology on optimizing of bettermatching between the RF coaxial connector andmating cable，so as to improve the performance of signal transmission and the quality ofmodern mobile communication network.

RF coaxial connector；matching；modernmobile communication network

TM248.3

A

1672-6901（2016）01-0024-03

2013-10-23

丁偉林（1969-），男，高級工程師，副總經(jīng)理.

作者地址：江蘇宜興市環(huán)?？萍脊I(yè)園俊知路1號[214206].