射频同轴连接器的失效原因分析及可靠性提高方法
李鹏飞++骆源++王曼吟
[摘 要]射频同轴连接器是无源器件的重要组成部分，它在武器通讯、仪器测试当中，有着极为重要的作用，其几乎在工业界的重要装置里都有所应用，但是偶尔也会发生失效等情况，为提升其可靠性，本文对其展开探讨，同时为其加强宽带特性提供创新的思路。
[关键词]射频同轴连接器；失效；可靠性
中图分类号：TN389 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0359-01
1 引言
射频同轴连接器是工业器件的重要组成部分，但是我国和国外的生产技术方面存在一定的差异，主要出现在射频同轴器件的生产方面，目前我国的同轴器件生产环节存在以下几点问题：
产品功能过于单一。国外在射频同轴连接器生产设备上已经逐渐实现多元化，同一台加工机械可以实现多种规格的产品加工功能，而国内的加工机械在设计阶段并没有考虑其多元化适用性，往往一台机械只适用于一种产品的加工，且没有改造空间，这也导致企业在购买时往往选择一台进口设备，相对于多台国内设备，不仅节约了空间、人力，且更稳定、可靠，生产效率更高。
综合技术薄弱，资源得不到充分利用。我国的射频同轴连接器生产设备设计发展混乱，缺乏综合素质较高的技术人员，大部分的技术员对焊接技术、保养技术不了解，研发水平较低，不注重高新技术的融合利用，一味的模仿国外先进设备，不进行开发创新，浪费了大量资源，且始终无法推动我国的加工机械设计整体发展。
生产设备设计外观呆板。随着人们生活水平的提高，人们对于产品的要求已经不仅满足于质量、效率，也开始注重造型美观、设计感。这点意大利的加工机械生产企业做的很好，不仅产品性能过硬，其外观设计也成为了消费者比较看重的方面。但国内由于起步较晚，还处于性能开发研究的阶段，对于外观设计几乎没有要求，电路板的美观程度也远远不及德国。
2 射频同轴连接器的失效原因分析
2.1 外導体的不良接触
为保证电气和机械结构的连续性，外导体接触面之间的力一般都很大。以N型连接器为例，当螺套的拧紧力矩Mt为标准的135N.cm时，由公式Mt=KP0×10-3N.m（K为拧紧力矩系数，此处取K=0.12），可以计算出外导体受到的轴向压力P0可达712N，如果外导体的强度较差，就有可能造成外导体连接端面磨损严重甚至变形溃缩。例如SMA连接器阳头外导体连接端面的壁厚较薄，仅0.25mm，所用材料多为黄铜，强度较弱，连接力矩稍大，连接端面就可能被过度挤压产生变形，损坏内导体或介质支撑；且连接器外导体的表面通常都有镀层，较大的接触力会破坏掉连接端面的镀层，导致外导体之间的接触电阻增大，连接器电气性能下降。另外如果射频同轴连接器的使用环境比较恶劣，一段时间后，外导体的连接端面上就会沉积一层灰尘，这层灰尘使外导体之间的接触电阻激增，连接器的插入损耗变大，电气性能指标下降。最常见的故障连接器的故障，在和母线连接的大电流射频同轴连接器更容易出现此类问题。负荷加重会使得电气连接处出现发热，温度急剧升高，造成绝缘出现损坏，有时可能会造成射频同轴连接器出现损毁，母线连接出现大面积故障等，给其运行带来极大的危害。一般来说，射频同轴连接器内的短路电流为25kA或者31.5kA，可以承受一定范围内的短路电流，但是射频同轴连接器内可能会出现一些容量配置不合理所造成的资源浪费或者电流承受度不够的情况。主要问题原因在于套管的质量不够好，在短路出现时，无法承受大电流的冲击，同时也可以看出，套管对于射频同轴连接器的短路承受力具有决定性的作用。所以，在选择射频同轴连接器时，应当重点对隔离开关、套管等设备进行参数计算，使其满足稳定性与安全性的要求，同时，射频同轴连接器本身会存在一些电气连接质量较差的地方，应当予以重视，在这些线路连接处，最容易出现电流较大引起电弧或者发热导致线路故障的情况。
2.2 内导体的不良接触
为了装配需要，在很多同轴连接器（如N型，3.5mm），内导体被在介质支撑处分为两截，然后用螺纹连接起来。但是由于内导体直径较小，装配时若不在螺纹连接处涂胶加以固定，那么内导体连接强度是很差的，尤其是一些小型射频同轴连接器，如1.85mm同轴连接器内导体的直径仅为Φ0.804mm，其强度可想而知。因此，当连接器在多次连接、断开，在扭力和拉力长期作用下，内导体螺纹可能就会松动、脱落，致使连接失效。现在的射频同轴连接器主要采用的是真空开关，真空开关主要问题在于真空灭弧室，真空开关出现爆炸的情况并不少见，爆炸后容易将真空灭弧室击穿，导致更加严重的问题。问题原因主要集中在两点：第一是真空泡本身质量得不到保证，真空开关的灭弧和绝缘功能主要是因其真空度而见效的，但是如果真空度出现问题，会导致灭弧和绝缘功能变差，结构出现缺陷，导致在将来的使用中出现不可预知的事故。
3 射频同轴连接器的可靠性提升方案
3.1 提升外导体接触可靠性
我们应当避免，其表面发生变形，使得外导体接触效果较差，我们可以采用较好的材料来对外导体进行加工，使得外导体的连接面变厚，接触面积增大，这样就可以使得单位面积上的压力减小。在存放连接器时，要注意表面的清洁，如果出现灰尘，需要用酒精进行擦洗，同时要注意不让酒精进入内部，否则容易使其电阻改变，可靠性变差。
3.2 提升内导体接触可靠性
在通过连接器装配时候，应当把胶水涂抹均匀，使其在内部可以有效的进行粘贴，同时增加内导体的接触面积，使其可以牢固的固定，同时让其内部更加紧密，这样有利于提升内导体的接触可靠性。
4 总结
随着工业技术的发展，射频同轴连接器的加工技术将会逐渐提升，使得我国的电子元器件更加可靠，同时成本降低，能够使我国的军工、通讯等行业，有着更加长远的发展。
参考文献
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