تحليل الفشل وتحسين الموصل المحوري للترددات اللاسلكية

باعتبارها جزءًا مهمًا من المكونات السلبية، تتمتع الموصلات المحورية للترددات اللاسلكية بخصائص نقل عريضة النطاق جيدة ومجموعة متنوعة من طرق الاتصال المريحة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في أدوات الاختبار وأنظمة الأسلحة ومعدات الاتصالات وغيرها من المنتجات.نظرًا لأن تطبيق الموصلات المحورية للترددات اللاسلكية قد اخترق جميع قطاعات الاقتصاد الوطني تقريبًا، فقد اجتذبت موثوقيتها أيضًا المزيد والمزيد من الاهتمام.يتم تحليل أوضاع فشل الموصلات المحورية للترددات اللاسلكية.

بعد توصيل زوج الموصل من النوع N، يتم شد سطح التلامس (المستوى المرجعي الكهربائي والميكانيكي) للموصل الخارجي لزوج الموصل ضد بعضهما البعض عن طريق شد الخيط، وذلك لتحقيق مقاومة اتصال صغيرة (< 5 م أوم).يتم إدخال جزء الدبوس من الموصل الموجود في الدبوس في فتحة الموصل الموجود في المقبس، ويتم الحفاظ على اتصال كهربائي جيد (مقاومة التلامس <3m Ω) بين الموصلين الداخليين عند فم الموصل في المقبس من خلال مرونة جدار المقبس.في هذا الوقت، لا يتم ضغط سطح خطوة الموصل في الدبوس والوجه النهائي للموصل في المقبس بإحكام، ولكن هناك فجوة <0.1 مم، مما له تأثير مهم على الأداء الكهربائي وموثوقية الموصل المحوري.يمكن تلخيص حالة الاتصال المثالية لزوج الموصل من النوع N على النحو التالي: اتصال جيد بالموصل الخارجي، اتصال جيد بالموصل الداخلي، دعم جيد للدعم العازل للموصل الداخلي، والنقل الصحيح لتوتر الخيط.بمجرد تغيير حالة الاتصال أعلاه، سيفشل الموصل.لنبدأ بهذه النقاط ونحلل مبدأ فشل الموصل للعثور على الطريقة الصحيحة لتحسين موثوقية الموصل.

1. الفشل الناجم عن سوء الاتصال بالموصل الخارجي

من أجل ضمان استمرارية الهياكل الكهربائية والميكانيكية، تكون القوى بين أسطح التلامس للموصلات الخارجية كبيرة بشكل عام.خذ الموصل من النوع N كمثال، عندما يكون عزم الدوران Mt للكم اللولبي قياسيًا 135N.سم، الصيغة Mt=KP0 × 10-3N.m (K هو معامل عزم الدوران المشدود، وK = 0.12 هنا)، يمكن حساب الضغط المحوري P0 للموصل الخارجي ليكون 712N.إذا كانت قوة الموصل الخارجي ضعيفة، فقد يتسبب ذلك في تآكل خطير لوجه نهاية التوصيل للموصل الخارجي، وحتى التشوه والانهيار.على سبيل المثال، سمك الجدار لوجه طرف التوصيل للموصل الخارجي للطرف الذكر لموصل SMA رقيق نسبيًا، فقط 0.25 مم، والمواد المستخدمة في الغالب نحاسية، مع قوة ضعيفة، وعزم دوران التوصيل كبير قليلاً ، لذلك قد يتشوه وجه طرف التوصيل بسبب البثق المفرط، مما قد يؤدي إلى تلف الموصل الداخلي أو دعامة العزل الكهربائي؛بالإضافة إلى ذلك، عادة ما يتم طلاء سطح الموصل الخارجي للموصل، وسوف يتضرر طلاء وجه طرف التوصيل بسبب قوة التلامس الكبيرة، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة التلامس بين الموصلات الخارجية وانخفاض في التوصيل الكهربائي. أداء الموصل.بالإضافة إلى ذلك، إذا تم استخدام الموصل المحوري للتردد اللاسلكي في بيئة قاسية، فبعد فترة من الوقت، سيتم ترسيب طبقة من الغبار على الوجه الطرفي المتصل للموصل الخارجي.تتسبب طبقة الغبار هذه في زيادة مقاومة التلامس بين الموصلات الخارجية بشكل حاد، وزيادة فقدان إدخال الموصل، وانخفاض مؤشر الأداء الكهربائي.

تدابير التحسين: لتجنب الاتصال السيئ للموصل الخارجي الناجم عن التشوه أو التآكل المفرط لوجه طرف التوصيل، من ناحية، يمكننا اختيار مواد ذات قوة أعلى لمعالجة الموصل الخارجي، مثل البرونز أو الفولاذ المقاوم للصدأ؛من ناحية أخرى، يمكن أيضًا زيادة سمك الجدار لوجه نهاية التوصيل للموصل الخارجي لزيادة مساحة التلامس، بحيث يتم تقليل الضغط على منطقة الوحدة لوجه نهاية التوصيل للموصل الخارجي عند نفس الشيء يتم تطبيق عزم الدوران.على سبيل المثال، الموصل المحوري SMA المحسن (SuperSMA التابع لشركة SOUTHWEST في الولايات المتحدة)، يبلغ القطر الخارجي للدعم المتوسط ​​Φ 4.1 مم ويتم تقليله إلى Φ 3.9 مم، ويتم زيادة سمك جدار سطح التوصيل للموصل الخارجي بشكل مماثل إلى 0.35 مم، وتم تحسين القوة الميكانيكية، وبالتالي تعزيز موثوقية الاتصال.عند تخزين الموصل واستخدامه، حافظ على نظافة وجه نهاية التوصيل للموصل الخارجي.إذا كان هناك غبار عليه، امسحه باستخدام كرة القطن الكحولية.تجدر الإشارة إلى أنه لا ينبغي نقع الكحول على دعامة الوسائط أثناء الغسل، ويجب عدم استخدام الموصل حتى يتطاير الكحول، وإلا ستتغير مقاومة الموصل بسبب خلط الكحول.

2. الفشل الناجم عن ضعف الاتصال بالموصل الداخلي

بالمقارنة مع الموصل الخارجي، فإن الموصل الداخلي ذو الحجم الصغير والقوة الضعيفة من المرجح أن يسبب ضعف الاتصال ويؤدي إلى فشل الموصل.غالبًا ما يتم استخدام الاتصال المرن بين الموصلات الداخلية، مثل التوصيل المرن ذو الشقوق للمقبس، والتوصيل المرن للمخلب الزنبركي، والتوصيل المرن للمنفاخ، وما إلى ذلك. من بينها، يتميز التوصيل المرن بفتحة المقبس ببنية بسيطة، وتكلفة معالجة منخفضة، وتجميع مريح وتطبيق أوسع. يتراوح.

تدابير التحسين: يمكننا استخدام قوة الإدخال وقوة الاحتفاظ بدبوس القياس القياسي والموصل في المقبس لقياس ما إذا كان التطابق بين المقبس والدبوس معقولاً.بالنسبة للموصلات من النوع N، القطر Φ 1.6760+0.005 يجب أن تكون قوة الإدخال عندما يتطابق دبوس القياس القياسي مع المقبس ≥ 9N، بينما يجب أن يكون للقطر Φ 1.6000-0.005 دبوس القياس القياسي والموصل في المقبس قوة احتجاز ≥ 0.56 ن.ولذلك، يمكننا أن نأخذ قوة الإدراج وقوة الاحتفاظ كمعيار التفتيش.من خلال ضبط الحجم والتسامح للمقبس والمقبس، بالإضافة إلى عملية معالجة الشيخوخة للموصل في المقبس، فإن قوة الإدخال وقوة الاحتفاظ بين الدبوس والمقبس تكون في نطاق مناسب.

3. الفشل الناجم عن فشل دعم العزل الكهربائي لدعم الموصل الداخلي بشكل جيد

كجزء لا يتجزأ من الموصل المحوري، يلعب الدعم العازل دورًا مهمًا في دعم الموصل الداخلي وضمان علاقة الموقع النسبي بين الموصلات الداخلية والخارجية.القوة الميكانيكية، معامل التمدد الحراري، ثابت العزل الكهربائي، عامل الخسارة، امتصاص الماء وغيرها من خصائص المادة لها تأثير مهم على أداء الموصل.القوة الميكانيكية الكافية هي الشرط الأساسي لدعم العزل الكهربائي.أثناء استخدام الموصل، يجب أن يتحمل دعامة العزل الكهربائي الضغط المحوري من الموصل الداخلي.إذا كانت القوة الميكانيكية للدعامة العازلة ضعيفة للغاية، فسوف تتسبب في تشوه أو حتى تلف أثناء التوصيل البيني؛إذا كان معامل التمدد الحراري للمادة كبيرًا جدًا، فعندما تتغير درجة الحرارة بشكل كبير، قد يتوسع أو يتقلص دعامة العزل الكهربائي بشكل مفرط، مما يتسبب في ارتخاء الموصل الداخلي أو سقوطه أو اختلاف محوره عن الموصل الخارجي، ويتسبب أيضًا في حجم منفذ الموصل للتغيير.ومع ذلك، فإن امتصاص الماء وثابت العزل الكهربائي وعامل الخسارة يؤثر على الأداء الكهربائي للموصلات مثل فقدان الإدخال ومعامل الانعكاس.

تدابير التحسين: حدد المواد المناسبة لمعالجة الدعم المتوسط ​​وفقًا لخصائص المواد المركبة مثل بيئة الاستخدام ونطاق تردد العمل للموصل.

4. الفشل الناجم عن شد الخيط لا ينتقل إلى الموصل الخارجي

الشكل الأكثر شيوعًا لهذا الفشل هو سقوط الغلاف اللولبي، والذي يحدث بشكل أساسي بسبب التصميم غير المعقول أو المعالجة لهيكل الأكمام اللولبية وضعف مرونة الحلقة المفاجئة.

4.1 تصميم أو معالجة غير معقولة لهيكل الأكمام اللولبية

4.1.1 إن تصميم الهيكل أو معالجة أخدود حلقة المفاجئة ذات الأكمام اللولبية غير معقول

(1) أخدود الحلقة المفاجئة عميق جدًا أو ضحل جدًا؛

(2) زاوية غير واضحة في الجزء السفلي من الأخدود؛

(٣) الشطب كبير جدًا.

4.1.2 سمك الجدار المحوري أو الشعاعي للأخدود الدائري ذو الأكمام اللولبية رقيق جدًا

4.2 ضعف مرونة الحلقة المفاجئة

4.2.1 تصميم السُمك الشعاعي للحلقة المفاجئة غير معقول

4.2.2 تقوية غير معقولة للحلقة المفاجئة

4.2.3 اختيار المواد غير المناسبة للحلقة المفاجئة

4.2.4 شطب الدائرة الخارجية للحلقة المفاجئة كبير جدًا.لقد تم وصف نموذج الفشل هذا في العديد من المقالات

بأخذ الموصل المحوري من النوع N كمثال، يتم تحليل العديد من أوضاع الفشل للموصل المحوري RF المتصل بالبرغي والذي يستخدم على نطاق واسع.ستؤدي أوضاع الاتصال المختلفة أيضًا إلى أوضاع فشل مختلفة.فقط من خلال التحليل المتعمق للآلية المقابلة لكل وضع فشل، من الممكن العثور على طريقة محسنة لتحسين موثوقيتها، ومن ثم تعزيز تطوير الموصلات المحورية للتردد اللاسلكي.