宽带接电缆同轴衰减器的研制论文_郭海文, 徐敏

摘要：本文描述一种新型接电缆射频同轴衰减器的研制。衰减器界面为SMP插头，尾部接低损电缆。核心器件为衰减片，焊接固定。通过计算补偿尺寸和仿真，优化产品结构，提高产品的性能。通过生产过程中的严格管控，，提高产品合格率。

主题词:同轴衰减器 衰减片

Development of broad-band coaxial attenuator for cable

Guo Heaven

Guizhou Space Appliance CO., LTD. Guiyang, 550009

Abstract：This paper describes the development of a new cable-connected RF coaxial attenuator. The interface of attenuator is SMP plug and tail connects to low-loss cable. The core device is a attenuator partition, which is fixed by welding. By calculating the compensation size and simulating, optimizing the structure of the product, so as to improve the performance. Control the assembly technology of production process to improve percent of pass.

Keywords： Coaxial attenuator, Attenuator partition.

1引言

同轴衰减器是一种提供衰减的能量损耗性器件。它的主要用途是：1）控制功率电平，调整信号大小；2）测量网络的衰减值；3）改善阻抗匹配，缓冲阻抗变化[1]。同轴衰减器广泛用于微波通讯领域。随着技术的发展，衰减器的体积、重量等方面有了更高的要求。而在批量生产中，提高合格率，也是一个急需解决的问题[2]。

常见的同轴衰减器的为N型和SMA型螺纹界面，衰减片的接触方式为弹性接触。存在体积大的缺点。本文论述的是一种SMP界面快插式接电缆的同轴衰减器。产品围绕衰减片展开设计。衰减片两端连接SMP端和电缆。衰减片固定在散热铜管中。与传统衰减器相比，装配简单，外形和体积小，极大地节约了安装空间。对于集成化设计具有重大意义。

2设计原理及指标

2.1基本原理

衰减器是在特定频率范围，引入预定衰减的电路。衰减器的基本材料是电阻性材料[3]。衰减片是一个在介质基片上印制电阻的π型网络，有着精确的微波衰减量、低的电压驻波比、很小的相移、平坦的频率响应，并能承受一定的功率。本文中，将衰减片集成到SMP界面的衰减器中。

2.2技术指标

同轴衰减器的技术指标包括衰减器的工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗等。1）工作频带：衰减器的工作频带是指在给定频率范围内，衰减器才能达到的指标值。本文的射频结构和电缆，大于衰减片的频率范围。故产品的工作频带由衰减片决定。2）衰减量：衰减器的衰减量描述的是功率通过衰减器后功率的变小程度。电缆的损耗远远小于衰减片的衰减值，故将衰减片的衰减作为整个产品的衰减指标。3）功率容量：衰减器是一种能量消耗元件，会产生热量。如果衰减器承受的功率超过这个极限值，就会被烧毁。故在设计过程，对衰减片要进行散热设计。4）回波损耗：即衰减器的电压驻波比。衰减器两端输入输出驻波比要尽可能小 [4] 。理想的衰减器与两端电路都是匹配的。故阻抗匹配是设计的重要内容。

3研制过程

3.1产品主要性能指标

根据使用要求，衰减器的主要电气性能参数为：50Ω特性阻抗；DC～3GHz的频率范围，电压驻波比不大于1.3；衰减量为6dB，精度±0.5dB；SMP界面；配接低损电缆。根据安装要求，设计产品最大外形尺寸20.5mm×8.53mm。选择频率为18GHz，衰减值为6dB，功率为2瓦特的衰减片。

3.2结构设计

图1产品装配图

衰减器为同轴结构，故需要考虑阻抗匹配和补偿设计。产品终端传输射频信号，配接电缆和对接端均为50Ω阻抗，故整个产品阻抗设计为50Ω。产品设计如图1，衰减片位于产品中间。中间焊盘与左右侧中心导体连接，外侧焊盘与外导体连接，起固定和散热作用。中心导体结构、尺寸的差异，需要通过补偿才能保证产品性能。设计过程，先用经验公式计算错位补偿长度，然后使用仿真软件确定精确的补偿数值。为了对接可靠，SMP端配锁紧环与擒纵式对接端对接。产品装配后，可直接与电缆连接使用，具有体积小、装配简单、使用便捷的优点。

4主要问题及解决

由于衰减器的精密性，产品组装需要专业的装配技术。通过分析，得出衰减片装配两个关键要素：1）不得破坏电阻区域；2）去除多余物。首先采取对焊接时间和温度进行规定的措施。由于直观检验效率和准确度低，设计了专门的测试工装。过程的严密监控，有效提高了整个产品生产效率和合格率。

5实测分析

产品实物如图2，使用网络分析仪测试产品性能。DC～3GHz，产品电压驻波比≤1.2，插入损耗为5.8dB～6.3dB，满足要求。批量试制过程，合格率达100%。

图2产品测试图

6结束语

本文描述接电缆衰减器的研制过程，对其工作原理与设计、研制过程进行了论述。经测试满足要求。

参考文献

[1] 衰减器原理及其设计 m.elecfans.com

[2]同轴衰减器的原理和用途 www.uiy.com.cn.

[3]微波同轴固定衰减器 CN 1354533

[4]衰减器 http://baike.baidu.com/view/173569.htm

论文作者:郭海文, 徐敏

论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期

论文发表时间:2020/4/17

标签：衰减器论文;  同轴论文;  产品论文;  电缆论文;  阻抗论文;  驻波论文;  功率论文;  《科学与技术》2019年21期论文;