Затухание сигнала РЧ-разъема? Причины и решения

В таких приложениях, как коммуникационное оборудование, системы базовых станций, испытательные приборы и беспроводные модули, многие инженеры сталкиваются с общей проблемой: сигнал обычно проверяется на конце устройства, но становится значительно слабее или даже нестабильным после подключения радиочастотного разъема.

В большинстве случаев проблема связана не с самим оборудованием, а с неправильным выбором, установкой или использованием ВЧ-разъема. Ниже мы объясним распространенные причины значительного затухания сигнала ВЧ-разъема на основе практического инженерного опыта, а также соответствующие решения.

1. Что такое РЧ-разъем Затухание сигнала?
Проще говоря, затухание сигнала РЧ-разъема — это явление снижения мощности и ухудшения качества после прохождения сигнала через разъем. Обычно это проявляется в уменьшении мощности сигнала, сокращении расстояния связи, увеличении частоты битовых ошибок, искажении формы сигнала и снижении стабильности системы. В высокочастотных системах этот эффект усиливается, напрямую влияя на производительность всей системы.

Неправильный выбор разъема приводит к затуханию сигнала
Во многих проектах на начальном этапе проектирования не учитывается соответствие частоты и производительности разъемов. Различные модели радиочастотных разъемов имеют определенные диапазоны рабочих частот. Использование интерфейса с более низкими характеристиками в высокочастотной системе может легко привести к увеличению вносимых потерь, несогласованию импедансов и усилению отражения сигнала. Более того, использование интерфейса с сопротивлением 75 Ом в системе с сопротивлением 50 Ом значительно увеличит потери на отражение, что приведет к ухудшению качества сигнала.

Потеря сигнала из-за плохого контакта
ВЧ-разъемы представляют собой высокоточные компоненты с чрезвычайно высокими требованиями к стабильности контактов. Если разъем вставлен не полностью, резьбовое соединение не затянуто или контакт центрального штыря нестабилен, это приведет к увеличению сопротивления контакта. Повышенное сопротивление контактов не только увеличивает потери сигнала, но также может вызвать перегрев и долгосрочное ухудшение производительности.

Размещение и качество материала влияют на передачу сигнала
Материал внутреннего проводника и покрытие поверхности разъема оказывают существенное влияние на передачу сигнала. В высококачественных радиочастотных разъемах обычно используется медь высокой чистоты и позолота или серебро для обеспечения проводимости и устойчивости к окислению. Использование продуктов с некачественным покрытием может легко привести к окислению поверхности, шероховатости контактных поверхностей и повышению сопротивления, что приводит к все более высоким вносимым потерям при длительном использовании.

Рабочая частота превышает расчетный диапазон разъема
Каждый ВЧ-разъем имеет определенный предел максимальной рабочей частоты. Использование разъемов с частотой, превышающей расчетную, может привести к несогласованию импедансов, увеличению обратных потерь и искажению сигнала. Это особенно актуально для связи 5G, приложений миллиметрового диапазона и высокоточных испытательных систем, где требования к диапазону частот еще выше, что требует технических характеристик разъемов, которые строго соответствуют системным требованиям.

Неправильные процессы установки приводят к снижению производительности.

Процесс установки ВЧ-разъемов напрямую определяет конечные характеристики сигнала. Общие проблемы включают перегрев во время пайки, приводящий к повреждению изоляции, неправильное обжатие, вызывающее разрывы экрана, а также нестандартные размеры зачистки проводов, вызывающие смещение центрального проводника. Эти, казалось бы, незначительные проблемы могут напрямую нарушить непрерывность импеданса, что приведет к дополнительной потере сигнала.

2. Как определить, является ли причиной затухание сигнала, связанное с разъемом?
При реальной отладке можно заменить разъем на проверенный, квалифицированный для сравнительного тестирования. Если сигнал значительно улучшится, можно определить источник проблемы. Сетевой анализатор также можно использовать для проверки таких параметров, как вносимые потери, обратные потери и КСВН, которые напрямую отражают состояние производительности разъема. Кроме того, визуальный осмотр интерфейса на наличие деформации, окисления или ослабления также является очень эффективным методом устранения неполадок.