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滤波器无源互调浅析

发布时间:2022-09-15作者来源:金航标浏览:71


1. 互调的可能原因

    可以产生互调的非线性物理机械结构有两种: 

a.非线性接触        

微观上,在接触面有高密度的电流分离时会产生。

    电流分离的原因有:
  • 接触面的不规则

  • 接触压力不足

  • 接触面的氧化,腐蚀,不洁净

    电流通过时,会使接头松动,被认为是非线性的不稳定连接。
    这可能形成非线性的“金属-氧化物-金属”类的接触面,可能是电子隧道或电流弧现象的影响。    如图,左图是线性接触,右图是一个非线性的接触,包含一个充满杂质缺口。电流通过时,没有径直通过,而是由于缺口的压迫作用,使电流沿缺口弯曲通过接触面。这种方式下,在缺口处会产生电压降。






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b.表面处理或磁材料的导电面    

    像钢和镍,非线性是当电流通过时,由电导表面电磁系数引起,这等同于电路感应的非线性变化,被认为是多个信号存在时强烈互调产生的原因。这是在时间上稳定的失真,通常也比“非线性接触”产生的互调要大。

2.如何避免或解决互调问题

1.  材料的选择

在设计时,禁止使用磁材料,如镍,不锈刚,铁酸盐。

通过实验,对于表面处理层含有镍的器件(特别是连接器,适配器),能观察到互调测试结果变差,甚至可达20 dB的差异。

选用黄铜且不带镍的连接器,必须选择镀银(最佳)或镀金铜。


2.  表面接触的特性

保证两种材料接触面电流足够小,避免在连接界面产生氧化(产生“金属-氧化物-金属”接触面,

保证压力足够大,且不随时间而降低(例如在振动之后),通常会在结构设计时减小局部接触面积来加大压强


3. 检查材料的粗糙程度

由于表面效应的作用,无线电频段信号在导体表面的薄层传播。薄层的厚度取决于材料的电导率和电磁率,信号频率越高,厚度越小。如果材料比较粗糙,表面杂质容易堆积,信号必须连续通过电导区和表面氧化区。


4. 表面处理

为了满足电气和环境的需要(对于微波滤波器而言,主要是插入损耗),对使用器件的电镀处理是必须的,且需要有足够的电镀厚度保证电镀的质量。关于连接器的表面处理,金,银,镍是使用最普遍的材料。金为贵重金属,和空气接触不会氧化,广泛使用于没有较大接触压力的弹簧连接处。银被使用是由于它具有比常做同轴连接器本体的黄铜更高的电导系数


5. 焊接

保证焊接温度:如果焊接温度不达标,即使很小的振动,也可引起焊渣的脱落,加速焊接金属表面的氧化,导致非线性和互调的产生。另外不必过热焊接或多次焊接。

如果可以不使用焊接,尽量不用焊接设计。


6. 线缆

避免弯曲和受压

在射频应用中,在将线缆焊接于连接器时,必须保证互调的性能。

实际上,即使是很自然的弯曲也可能引起多点接触和多位置电传输,进而引起互调产物的增加。


7. 连接器

从能量考虑,推荐使用7/16连接器,它对于相同的电流有最小的电流密度。对于N型连接器,外导体不应使用镀镍,应该使用银或镀金的铜。


8. 清洗

调试完腔体,在锁定螺钉前,将腔体重新打开,使用含有异丙醇清洗液的气体清洗腔体,包括整个腔体和盖板内面,尤其是螺钉附近,尽量消除前阶段产生的所有异物,然后重新合上盖板,锁定螺钉。在互调不合格的情况下,可以重复这些操作。


9. 避免尖锐,调谐螺钉尽量不要太长

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