腔体耦合器设计与调试心得

腔体耦合器设计与调试心得

一、设计软件的使用和优缺点:

在设计中使用了三种设计优化软件:A:EESOF LINECALC和TOUCHSTON;B:HP APPCAD;

三种软件中,A在初步设计时,可以减少计算量,通过LINECALC,可以很准确的解得奇偶模阻抗,但线宽一般较实际值偏大,比如,在设计6dB宽频耦合器时,该软件求得紧耦合线宽为3.05,(B=8.4,H=2.47),而实验得的数据为 2.8,偏大;耦合间隙极小,以6dB为例,求得紧耦合间隙为0.03,实验数据为0.56。但A在计算单根线线宽时,还是相当准确的。

软件B功能较少,只能计算特性阻抗,但计算得极为准确。

软件C是个相当强大的三维场分析软件,可以单独计算奇偶模阻抗,分析场能量分布,电壁,磁壁分布线等,不过它只有分析优化的功能,只有在做好最初的设计,获得最初的数据,方可使用,该软件运行时占用资源极高,优化速度非常慢,所得数据很接近实验数据。

二、实验现象

第一次实验: 使用分析得的间隙所做的定位块,将导电棒安装好, 由于导电棒较宽,最宽处为3.9,最初使用的N连接器的安装孔外径为8.4,装配时,还没有短路的担忧,没有做任何调试,结果发现高频段的性能指标都不太理想,2200MHz的驻波、隔离指标很差, 驻波只有18dB,隔离只达到17dB。耦合度不平,低频段较高,高频段较低,分析现象可推测第二级线长可能长了,以及四个端口容性较大,有必要进行低阻补偿。但有时也可以装配成功,而且指标不差,方向性最多时可达到25dB,但调试量显然是太大了。一是要将导电棒端头处锉细,以加入高阻补尝;二是将导电棒斜装,以调整输入输出回波损耗;三是控制导电棒中心的间距,以得到最优的平坦度。在试验中还发现,由于N连接器装配得不太规范,其结构强度不大,经常出现中心导电棒活动的现象。

第二次试验:根据第一次实验现象,此次试验中,将导电棒50Ω线的长度减小1mm,这样在焊装时,导电棒的端头与N连接器的绝缘子就有1mm的间隙,同时为了加固, 在第一级向第二级跳变处加了四氟支撑架。经过调试,发现高端的指标全部上升,不过试验的重复性不太好,而且上升幅度并不是特别明显,仅仅是指标稍高于要求值。但由于仍然使有8.4的N连接器,其结构问题没有解决。

第三次试验:由于前两次试验已确定了腔体耦合器设计的正确性与可行性,此次试验主要是解决结构强度问题与成品率,在这次试验中,对腔体进行了较大的改变,将盖板改为平盖板样式,N连接器改为φ6的,型号改为cp108hf,这样,在外型上可视性要好得多,N连接器的结构强度也有了较大的改进。在实验中发现,现象与前两次试验没有太大的差别,但调试要方便的多,而且在试验中还出现了一个调试方法,就是将端头处进行低阻补偿(因为现在有了1mm的间隙,目前呈高阻),可以很好的改进指标,同时发现了导电棒的安装强度有必要改进。此次实验中,一次成品率没有提高,但调试成功率上升。

第四次试验: 为了加强导电棒的安装强度,对腔体又做了一次较大的改进:在四个N连接器所在的位置,挖四个8mm*2mm*1mm的深腔,加装四氟卡槽,一是加入了低阻补偿,二是C:MAXWELL HFSS。

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