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作者: 朱輝,FindRF 前言 對于一條射頻測試電纜組件，應用工程師不僅關心其出廠時的指標，而且更加關心其使用壽命。 射頻電纜組件的壽命取決于三個因素：電纜本身的抗彎曲性能，電纜和接頭之間的良好連接及其抗彎曲性能，接頭的壽命。對于前二項因素，可以采取工裝夾具或者規范操作者的動作來保證；而對于接頭的壽命，則只能依賴接頭本身的質量以及裝配工藝來保證了。 以N型連接器為例，在射頻連接器的國際標準，如美軍標MIL-C-39012和國際電工委員會IEC 60169-16中，規定了N型（銅材）連接器的插拔壽命是500次。 MIL-C-39012是這樣描述的：在12圈/每分鐘的條件下，最少插拔500次，連接器應滿足配合要求。而IEC 60169-16中則規定了在0.7-1.1Nm的力矩條件下，最少的插拔壽命為500次。 在和射頻測試電纜的使用者的交流中，我們時常可以聽到這樣的聲音：500次？太少了，我們至少都要用到幾千次! 之所以有這樣的認識，是因為沒有了解連接器的各種應用條件和標準中所規定指標的具體含義。仔細分析標準中規定指標的附加條件并結合實際應用的經驗，可以對射頻連接器的壽命定義得出以下結論： 1) 500次的壽命是在N型連接器規定力矩（0.7-1.1Nm）條件下的指標。要達到這個力矩，需要采用專用的力矩扳手，普通人的正常操作無法達到這個力矩。筆者針對N型連接器做過一個試驗：當感覺用手已經擰緊時，用標準力矩扳手（Suhner P/N 74 Z-0-0-193）還可以再擰緊將近半圈。 2) 所謂500次壽命的含義是：當按照規定力矩插拔500次之內，所有的電氣指標是保證在出廠指標的規定范圍內。以BXT生產的測試電纜為例（Nm-Nm，1米長，BXT P/N RG223-03-03-1000A），其出廠指標為插入損耗0.84~1.4dB/dc-3GHz；駐波比為1.15~1.25@dc-3GHz。當插拔500次后，上述指標依然是可以保證的。 3) 除非精密的計量和校準測試，在生產線上，很少采用昂貴的標準力矩扳手來拆裝射頻連接器，所以說在實際使用時，射頻連接器所承受的力矩要遠小于規定值。同時，靠人力擰緊的連接器完全可以滿足指標的要求。這就給延長連接器的使用壽命創造了條件。 4) 作為測試電纜組件的提供商，BXT不會僅僅希望靠減少力矩來延長射頻連接器的壽命，而是從連接器本身的質量來保證有足夠長的使用壽命。 那么，一個射頻連接器的壽命究竟有多長呢？為了獲得一個相對確切的數據，筆者進行了一次射頻連接器的插拔壽命試驗。 射頻連接器的插拔壽命試驗方法 試驗對象是一條長度為1米，二端為Nm的RG223測試電纜組件（BXT P/N：RG223-03-03-1000A），被測的Nm接頭的螺套和外導體采用銅鍍三元合金材料，內導體則采用鍍金黃銅。試驗是在以下條件下進行的： 1) 試驗針對其中一端的Nm接口，與一個Nf連接器進行對接，采用扳手進行連接和拆卸。為了保證精度，采用了不銹鋼材料的Nf接頭，一般情況下，不銹鋼材料的連接器的壽命是1000次，這要比銅材高出整整一倍。 2) 每插拔一次為一個循環（圖1），每100次插拔后測量一次電纜組件的插入損耗和被試驗端的接口的駐波，并記錄在2.2GHz頻率點上的數值。試驗共進行了2400次。 
圖1.射頻連接器的壽命試驗方法 壽命試驗結果 最終測試結果見圖2和圖3，其中圖2(a）為電纜組件在2.2GHz時插入損耗隨著插拔次數的變化，圖2(b)為2.2GHz時駐波隨著插拔次數的變化。
圖2. 射頻連接器的壽命試驗(點頻) 圖2中的紅色趨勢線說明，盡管實測值有些波動，電纜組件的插入損耗總是隨著接頭的磨損而變大；而駐波則無明顯的劣化現象，其典型值始終保持在1.07~1.09之間。
圖3. 射頻連接器的壽命試驗(掃頻) 圖3是掃頻條件下的插入損耗和駐波變化，分別記錄了在插拔1000次，1600次和2000次情況下從10MHz-3GHz的指標。掃頻結果顯示在整個工作頻段內，其插入損耗和駐波的變化特征與點頻是一致的。 結論 雖然上述試驗僅僅針對一只射頻連接器，但是從試驗結果依然可以得出一些參考結論： 1) 正常使用前提下，射頻連接器的壽命將會大大超過500次的標準值； 2) 在整個頻段內，沒有發現某個頻點有插入損耗和駐波的跳變現象。 3) 射頻連接器的插入損耗值隨著機械磨損而逐漸增加；而駐波則幾乎沒有變化；從過程看，似乎沒有一個明顯的失效點，所以在生產線上，如果沒有發現電纜的明顯故障，應建立強制報廢制度，以保證測試指標。 |
