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射頻同軸連接器作為無源器件的一個重要組成部分，具有良好的寬帶傳輸特性及多種方便的連接方式，因而被廣泛應用于測試儀器、武器系統、通訊設備等產品當中。由于射頻同軸連接器的應用幾乎滲透到國民經濟的各個部門，其可靠性也越來越引起人們的關心和重視。本文針對射頻同軸連接器失效模式進行了分析，并就如何提高其可靠性進行了討論。

射頻同軸連接器的品種雖然很多，但無論是螺紋連接型如：N型、SMA、3.5mm，卡口連接型如：BNC、C，還是推入連接型如：SMB、SSMB、MCX其連接原理大體相同。下面以N型連接器為例，就其失效形式及提高可靠性的方法展開分析。圖0-1是N型連接器的結構示意圖。

N型連接器對連接好后，連接器對的外導體接觸面（電氣和機械基準面）依靠螺紋的拉力相互頂緊，從而實現較小的接觸電阻(＜5mΩ）。插針內導體的插針部分插入插孔內導體的孔內，并通過插孔壁的彈性保持兩個內導體在插孔內導體的口部良好的電接觸(接觸電阻<3mΩ）。此時插針內導體的臺階面與插孔內導體端面并未頂緊，而是留有<0.1mm的間隙，這個間隙對同軸連接器的電氣性能和可靠性有重要影響。N型連接器對的理想連接狀態可歸納為以下幾點：外導體的良好接觸、內導體的良好接觸、介質支撐對內導體的良好支撐、螺紋拉力的正確傳遞。以上連接狀態一旦發生改變將導致連接器的失效。下面我們就從這幾個要點入手，對連接器的失效原理進行分析，從而找到提高連接器可靠性的正確途徑。

1、外導體的不良接觸導致的失效

為保證電氣和機械結構的連續性，外導體接觸面之間的力一般都很大。以N型連接器為例，當螺套的擰緊力矩Mt為標準的135N.cm時，由公式Mt=KP0×10-3N.m(K為擰緊力矩系數，此處取K=0.12)，可以計算出外導體受到的軸向壓力P0可達712N，如果外導體的強度較差，就有可能造成外導體連接端面磨損嚴重甚至變形潰縮。例如SMA連接器陽頭外導體連接端面的壁厚較薄，僅0.25mm，所用材料多為黃銅，強度較弱，連接力矩稍大，連接端面就可能被過度擠壓產生變形，損壞內導體或介質支撐；且連接器外導體的表面通常都有鍍層，較大的接觸力會破壞掉連接端面的鍍層，導致外導體之間的接觸電阻增大，連接器電氣性能下降。另外如果射頻同軸連接器的使用環境比較惡劣，一段時間后，外導體的連接端面上就會沉積一層灰塵，這層灰塵使外導體之間的接觸電阻激增，連接器的插入損耗變大，電氣性能指標下降。

改進措施：要避免連接端面變形或過度磨損導致外導體不良接觸，一方面我們可以選用強度更高的材料來加工外導體，如青銅或不銹鋼；另一方面也可以加大外導體連接端面的壁厚，以增加接觸面積，這樣在施加同樣連接力矩的情況下，外導體連接端面單位面積上的壓力就會減小。如一種改進型的SMA同軸連接器（美國SOUTHWEST公司的SuperSMA），其介質支撐的外徑由普通SMA的Φ4.1mm減小為Φ3.9mm,外導體連接面的壁厚相應增大為0.35mm，機械強度提高，從而增強了連接的可靠性。在存放和使用連接器時要保持外導體連接端面的清潔，如上面有灰塵，可用酒精棉球擦洗干凈。需要注意的是擦洗時應避免酒精浸到介質支撐上，且要等酒精揮發完畢后才能使用連接器，否則會因為酒精的混入，引起連接器的阻抗改變。

2、內導體的不良接觸導致的失效

相對于外導體，尺寸較小，強度較差的內導體更容易造成接觸不良而導致連接器失效。

內導體之間多采用彈性連接方式，如插孔開槽式彈性連接、彈簧爪式彈性連接，波紋管式彈性連接等。其中插孔開槽式彈性連接結構簡單，加工成本低廉，裝配方便，應用范圍最為廣泛。因而本文也將以此為例進行分析。

2.1、內導體固定不牢

為了裝配需要，在很多同軸連接器（如N型，3.5mm）中常采用圖2-1所示的結構：內導體被在介質支撐處分為兩截，然后用螺紋連接起來。

但是由于內導體直徑較小，裝配時若不在螺紋連接處涂膠加以固定，那么內導體連接強度是很差的，尤其是一些小型射頻同軸連接器，如1.85mm同軸連接器內導體的直徑僅為Φ0.804mm，其強度可想而知。因此，當連接器在多次連接、斷開，在扭力和拉力長期作用下，內導體螺紋可能就會松動、脫落，致使連接失效。

圖2-2也是同軸連接器常用的結構之一（如SMA）：內導體、介質支撐以及外導體依靠膠粘劑固定在一起。這種結構如果在裝配時涂膠量不夠或膠的連接強度不夠，那么在使用過程中，涂膠處因受力可能發生斷裂，就會造成內導體轉動或者軸向竄動，內導體之間不能形成良好的電接觸，連接失效。
改進措施：對于圖2-2結構的同軸連接器裝配時可在螺紋連接處涂適量的導電膠或螺紋鎖固劑以增加螺紋連接的可靠性。而對于圖2-3結構，要選用粘結強度較高的膠粘劑，且涂膠時一定要保證膠充滿整個涂膠孔；在內導體涂膠處滾花，增加內導體與膠粘劑的接觸面積，防止內導體轉動；適當調整內導體、外導體、介質支撐的徑向尺寸及公差，使內導體與介質支撐、介質支撐與外導體之間的配合為過盈配合，也可使三者裝配在一起更加牢固。

2.2、內導體的插孔尺寸或插針尺寸不正確

如果插孔內導體孔徑小于規定尺寸，那么當插針內導體的插針進入插孔時就會使得插孔過度擴張，形變量超出其彈性形變范圍，產生塑性變形，導致插孔內導體損壞；相反，如果插針直徑過小，當插針和插孔配合時，插針與插孔壁之間的間隙過大，兩內導體不能緊密接觸，接觸電阻變大，連接器的電氣性能指標會很差。

改進措施：插孔和插針的配合是否合理，我們可以利用標準規插針和插孔內導體配合時的插入力和保持力的大小來進行衡量。如對于N型連接器，直徑Φ1.6760+0.005標準規插針與插孔配合時的插入力應≤9N，而直徑Φ1.6000-0.005標準規插針和插孔內導體配合時的保持力≥0.56N。因此我們可以以插入力和保持力作為一個檢驗標準，通過調整插孔和插針的尺寸和公差，以及插孔內導體的時效處理工藝，使插針與插孔之間的插入力和保持力處于一個合適的范圍。