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濾波器無源互調淺析

發布時間:2023-04-03作者來源:金航標瀏覽:1300


1. 互調的可能原因

    可以產生互調的非線性物理機械結構有兩種: 

a.非線性接觸        

微觀上,在接觸面有高密度的電流分離時會產生。

    電流分離的原因有:
  • 接觸面的不規則

  • 接觸壓力不足

  • 接觸面的氧化,腐蝕,不潔凈

    電流通過時,會使接頭松動,被認為是非線性的不穩定連接。
    這可能形成非線性的“金屬-氧化物-金屬”類的接觸面,可能是電子隧道或電流弧現象的影響。    如圖,左圖是線性接觸,右圖是一個非線性的接觸,包含一個充滿雜質缺口。電流通過時,沒有徑直通過,而是由于缺口的壓迫作用,使電流沿缺口彎曲通過接觸面。這種方式下,在缺口處會產生電壓降。






圖片

b.表面處理或磁材料的導電面    

    像鋼和鎳,非線性是當電流通過時,由電導表面電磁系數引起,這等同于電路感應的非線性變化,被認為是多個信號存在時強烈互調產生的原因。這是在時間上穩定的失真,通常也比“非線性接觸”產生的互調要大。

2.如何避免或解決互調問題

1.  材料的選擇

在設計時,禁止使用磁材料,如鎳,不銹剛,鐵酸鹽。

通過實驗,對于表面處理層含有鎳的器件(特別是連接器,適配器),能觀察到互調測試結果變差,甚至可達20 dB的差異。

選用黃銅且不帶鎳的連接器,必須選擇鍍銀(最佳)或鍍金銅。


2.  表面接觸的特性

保證兩種材料接觸面電流足夠小,避免在連接界面產生氧化(產生“金屬-氧化物-金屬”接觸面,

保證壓力足夠大,且不隨時間而降低(例如在振動之后),通常會在結構設計時減小局部接觸面積來加大壓強


3. 檢查材料的粗糙程度

由于表面效應的作用,無線電頻段信號在導體表面的薄層傳播。薄層的厚度取決于材料的電導率和電磁率,信號頻率越高,厚度越小。如果材料比較粗糙,表面雜質容易堆積,信號必須連續通過電導區和表面氧化區。


4. 表面處理

為了滿足電氣和環境的需要(對于微波濾波器而言,主要是[敏感詞]損耗),對使用器件的電鍍處理是必須的,且需要有足夠的電鍍厚度保證電鍍的質量。關于連接器的表面處理,金,銀,鎳是使用最普遍的材料。金為貴重金屬,和空氣接觸不會氧化,廣泛使用于沒有較大接觸壓力的彈簧連接處。銀被使用是由于它具有比常做同軸連接器本體的黃銅更高的電導系數


5. 焊接

保證焊接溫度:如果焊接溫度不達標,即使很小的振動,也可引起焊渣的脫落,加速焊接金屬表面的氧化,導致非線性和互調的產生。另外不必過熱焊接或多次焊接。

如果可以不使用焊接,盡量不用焊接設計。


6. 線纜

避免彎曲和受壓

在射頻應用中,在將線纜焊接于連接器時,必須保證互調的性能。

實際上,即使是很自然的彎曲也可能引起多點接觸和多位置電傳輸,進而引起互調產物的增加。


7. 連接器

從能量考慮,推薦使用7/16連接器,它對于相同的電流有最小的電流密度。對于N型連接器,外導體不應使用鍍鎳,應該使用銀或鍍金的銅。


8. 清洗

調試完腔體,在鎖定螺釘前,將腔體重新打開,使用含有異丙醇清洗液的氣體清洗腔體,包括整個腔體和蓋板內面,尤其是螺釘附近,盡量消除前階段產生的所有異物,然后重新合上蓋板,鎖定螺釘。在互調不合格的情況下,可以重復這些操作。


9. 避免尖銳,調諧螺釘盡量不要太長







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