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新型移動通信射頻連接器 QC4.1-9.5型的研究與分析

2019-10-11 09:28 ? 次閱讀

新型移動通信QC4.1-9.5系列射頻同軸連接器具有螺紋(旋接)剛性接觸和滾珠(快插)彈性接觸的兩種插合方式,其插孔連接器可與傳統4.1-9.5型(IEC61169-11)插針連接器兼容;該連接器具有中等功率容量、低反射、低互調、體積小重量輕、性能優良、低消耗、耐環境可靠和安裝維護便捷的特點。是用戶5G射頻系統升級更新的理想產品。

關鍵詞:快插兼容 低PIM寬頻螺紋剛性接觸? 滾珠彈性接觸

一、概述

QC4.1-9.5系列射頻連接器基于傳統螺紋緊連接器4.1-9.5型(IEC61169-11)的插孔連接器(母頭)作了微創新的設計,該插孔連接器(母頭)仍適應于傳統插針連接器(公頭)的互連互配;同時,實現了螺紋(旋接)剛性接觸和滾珠(快插)彈性接觸的兩種插合方式,保證或提升了產品的射頻傳輸特性及機械和環境性能,為用戶提高了工作效力并降低了應用成本,本技術的插孔連接器(母頭)可以無縫對接傳統(母頭及公頭)連接器,其界面結構如下圖1所示:

上述圖1中的標記為:1-插孔連接器(母頭);2-螺紋插針連接器(公頭,IEC61169-11);3-滾珠插針連接器(公頭,新型);4-螺紋(旋接)剛性接觸狀態;5-滾珠(快插)彈性接觸狀態。

如圖1所示,新型移動通信QC4.1-9.5快插兼容系列射頻連接器,正迎合了5G移動通信射頻互連互接的需要,該技術與現有同類產品相比其特點是:

1)快插與兼容性;
2)可靠性與低成本;
3)低PIM與寬頻帶;
4)中等功率容量。

二、研究與分析

以下就上述的幾項特點分別進一步描述如下:

1)快插與兼容性:本技術在傳統母頭端的外螺紋段設計有一個“滾珠止檔面”或者“V形槽”,實現了與公頭端的滾珠快速鎖緊與解鎖功能;同時,原外螺紋仍可與傳統公頭及螺套無縫對接。

2)可靠性與低成本:詳見下圖2和圖3。

可靠性力學分析如下:

2.1)解鎖時,請關注圖2中滾珠上的兩個分力:軸向分力f1,和徑向分力r1;其合力是背離螺紋面的。因此,解鎖(或插合)過程中其滾珠僅在螺紋表面輕松滾過,防止了滾珠對螺紋表面的機械損傷。

2.2)鎖緊時,請關注圖3中滾珠上的兩個分力:軸向分力f2,和徑向分力r2;其合力是指向滾珠止檔面的法面(在滾珠徑向鎖緊面和電纜拉力的作用下)。

2.3)況且,本產品鎖緊結構設置有5個以上的滾珠,防止了在受到拉力作用下其滾珠止檔面上的螺紋退刀扣表面不被損傷。

2.4)況且,本滾珠鎖緊與解鎖機構在氣體和液體輸送連接與分斷中有大量的應用,其連接與分斷的可靠性經受了環境和歷史及時間上的驗證。

2.5)所以,本技術快插系列產品在2秒內可完成安裝或分離的操作。

2.6)再見圖3,由于滾珠止檔面為斜面,所以當滾珠徑向鎖緊面對5個以上滾珠同時作用時,其軸向間隙也自動得到了有效控制(三角形邊與邊的函數關系)。

2.7)當采用螺紋連接時,其螺紋副的預緊力是必要的。一是可自動的滿足軸向剛性接觸的正壓力要求,二是滿足了螺紋副的防松要求。

2.8)而那種認為連接器螺紋副不要求預緊力,是違背螺紋原理的,是錯誤的,其后果必定造成電連接的中斷。

低成本分析如下:

2.9)本技術界面結構中,其彈性接觸頭(彈性材料價格高)是設置在公頭端,而實際應用中,則大量的是采用螺紋連接方案,然而本技術螺紋連接時仍保持了傳統的剛性接觸方式,其成本自然比現有同類產品(彈性接觸設置為母端)低,即現有產品螺紋方案應用越多,則本技術方案越顯現出成本優勢。

2.10)初步估算,本技術方案比現有技術方案其成本可降低10%~40%。

3)低PIM與寬頻帶

3.1)經過了多種環境下的大量試驗證明,采用傳統的螺紋(剛性接觸)連接方式其PIM指標更穩定和更可靠;況且制造工藝性也更簡單,換言之PIM指標的穩定性及可靠性更容易保證(合格率更高)。在此,再次澄清的是:“認為螺紋副連接不做預緊是違背機械原理的”。

3.2)本技術產品當采用螺紋(剛性接觸)時,其工作頻率可達14GHz,而滾珠(彈性接觸)時可達8.0GHz;遠高于現有同類產品的6.0GHz。

4)中等功率容量

4.1)本技術產品其功率容量介于7-16型(IEC61169-4)及S7-16型(IEC61169-53),和N型(IEC61169-16)之間;近幾年來隨著移動通信小型化的需求,業內一度將傳統的4.1-9.5型(IEC61169-11)稱之minDIN;隨后出現了4.3-10型(IEC61169-54)也被稱之為minDIN。而今,真正的minDIN應該是S7-16型(IEC61169-53)。

4.2)然而,對minDIN業內所出現偏面說法究其原因是,由于在原中小(功率)射頻系統互連方案中選用了大功率7-16型(IEC61169-4),則出現了連接器容量潛在過剩;導致了minDIN的說法出現。如今,我們應該理性地作出澄清。況且,對連接器與系統容量實施正確匹配,就是理所當然的了。在此,也印證了4.3-10型(IEC61169-54)和4.1-9.5型不能等效替換7-16型(IEC61169-4)和S7-16型(IEC61169-53)的原因。即正確的連接器選型也是我們合理降低成本和提高效益的一個重要方面。

三、結束語

新型移動通信QC4.1-9.5系列射頻同軸連接器具有螺紋(旋接)剛性接觸和滾珠(快插)彈性接觸的兩種插合方式,其插孔連接器可與4.1-9.5型(IEC61169-11)插針連接器兼容;同時,配置有現場快速防水(防護)施工封裝附件(室外連接器可免表面噴塑)。該連接器具有中等功率容量、低反射、低互調、體積小重量輕、性能優良、低消耗、耐環境可靠和安裝維護便捷的特點;適用于室內或室外惡劣環境下的射頻微波通訊設備及儀器的高密度安裝和快速互連互接,是用戶5G射頻系統升級更新的理想產品。

四、本文相關附件(需要了解以下技術信息,請與本文作者聯系。)

1)QC4.1-9.5系列射頻同軸連接器的可靠性試驗;
2)QC4.1-9.5型與4.3-10型性能對比與差別;
3)QC4.1-9.5型與7-16型(S7-16型)性能對比與差別;
4)QC4.1-9.5型連接器的現場封裝方式。

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各類新型業務的興起以及用戶規模的迅猛發展,推動著移動通信系統的持續演進與革新。在十年一輪回的移動通信系統發展歷程中,眾多...
發表于 08-19 08:23 ? 271次 閱讀
第五代移動通信系統正朝哪個方向發展?

選擇射頻連接器應該考慮哪些因素?

射頻連接器就是射頻傳輸系統中能夠以小的損耗和反射傳輸射頻信號,并提供快速和反復的連接的一種連接器件。主要由接觸件、絕緣體...
發表于 08-19 06:45 ? 56次 閱讀
選擇射頻連接器應該考慮哪些因素?

究竟什么才是5G?

移動通信自20世紀80年代誕生以來,經過三十多年的爆發式增長,已成為連接人類社會的基礎信息網絡。隨著信息和網絡技術的快速發展...
發表于 08-16 07:52 ? 303次 閱讀
究竟什么才是5G?

移動通信發展與天線技術有哪些創新?

隨著移動互聯網的持續發展以及物聯網的高速增長,移動寬帶技術不斷向前演進。移動寬帶技術的發展刺激了MBB流量的激增。2014年...
發表于 08-16 06:21 ? 70次 閱讀
移動通信發展與天線技術有哪些創新?
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