什么是射頻電纜的動態彎曲試驗？

2016-10-12 by:CAE仿真在線來源:互聯網

前言作為射頻測試應用的電纜組件,除了要考慮自身的射頻指標(駐波比,插入損耗,屏蔽,相位等特性)以外,使用壽命也是使用者非常關心的問題。在本文中,首先簡要討論了影響射頻電纜組件壽命的各種因素,然后根據一項試驗重點討論了射頻測試電纜組件的動態彎曲壽命問題。因為討論的是測試應用的電纜組件,所以本文中所指的均為柔性的同軸編織電纜。射頻電纜組件的壽命作為一條射頻測試電纜組件,要考慮的問題還真不少,讓我們從使用者的角度出發來逐條梳理一下:1
選型時,要根據實際的使用要求,充分考慮電纜組件的性能,有關這些內容,可參閱上面電纜概述一文。2
接下來要關心的問題是這條電纜組件在使用過程中,哪個因素容易導致組件失效?因為測試電纜組件是一個測試系統中被“折騰”最多的部件,接頭的反復插拔會導致其磨損【1】;接頭和電纜的連接部位會因為加工工藝或者使用不當而導致接觸不良【2】;而使用過程中不可避免的反復彎曲也會導致電纜組件的失效。3
更令使用者感覺難以把握的是,手中的這條測試電纜組件能用幾次?什么條件下會失效?假設對于同一個DUT(被測器件),用同一臺網絡分析儀,當采用一條剛買來的測試電纜組件進行測試,和還是這條電纜相比,但是使用了1000次以后進行測試,二者得出的測試結果是不是還在指標要求之內?是不是該定期檢查或者設立定期強制報廢制度?我們曾經討論過射頻連接器的插拔壽命【1】,在本文中,將通過一個動態彎曲試驗來討論電纜組件的彎曲壽命,了解這些特性后,使用者可以根據自己的實際情況來找出影響電纜組件使用壽命的“短板”,以保證自己的企業生產出來的產品指標的準確性和一致性。射頻電纜組件的動態彎曲試驗

圖1. 電纜的動態彎曲試驗方法試驗選用了按照MIL-C-17標準生產的MC03電纜組件(BXT P/N MC03-03-03-1000),試驗方法如圖1所示。試驗條件如下:彎曲半徑:50mm,這個尺寸參照了電纜規格書中的要求,以及正常的使用條件;彎曲速率:從位置A – B – A – C – A算一個周期,約12-15個周期/分鐘;彎曲次數:每個周期計為4次彎曲,即從A – B、B – A、A – C和C – A各算一次;測試數據:彎曲20個周期,即彎曲80次測試一次VSWR和插入損耗并記錄,測試頻率為1GHz。

試驗結果和結論最終測試結果如圖2所示。當電纜彎曲1050個周期(即4200次彎曲)后,VSWR和插入損耗均出現突變現象,這表明這條電纜已經失效,不能再使用了。

圖2(a). VSWR的變化(1GHz)

圖2(b). 插入損耗的變化(1GHz)圖2. 射頻電纜的動態彎曲試驗結果(1000周期即4200次彎曲后電纜失效)從圖2(a)中的紅色趨勢線可以發現在整個試驗過程中,VSWR呈非常緩慢的上升趨勢,但是一直到失效前,都沒有明顯的惡化現象,都在電纜組件要求的指標范圍內(VSWR<1.15);而圖2(b)顯示的插入損耗也在緩慢增加,一直到失效前,也都在要求的指標范圍內(I.L<0.84dB)。結合我們的另一項射頻連接器的插拔試驗,依然是這個型號(MC03-03-03-1000)的電纜組件,在連接器插拔2400次后,指標也僅產生了微小的變化【1】。試驗結果向使用者表達了這樣的參考信息:在正常使用條件下,一條測試電纜組件的壽命要超過制造商的承諾。但是因為涉及到多方面的因素,如成本、材料的抗疲勞性能、鍍層的厚度等,這些數據僅僅作為試驗性的參考結論,絕大多數的制造商而并沒用將此寫入電纜組件的規格書中作為出廠考核指標。本文描述的也只是一個試驗性的結論,不妥之處,希望得到同行的指正。參考文獻
【1】AN-0105:射頻連接器的壽命試驗;【2】AN-0108::保持微波測試系統的平衡。

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