耦合器調(diào)試方法

1、腔體耦合器設計與調(diào)試心得一、設計軟件的使用和優(yōu)缺點：在設計中使用了三種設計優(yōu)化軟件：A： EESOF LINECALC和TOUCHSTON； B： HP APPCAD； C： MAXWELL HFSSo三種軟件中，A在初步設計時，可以減少計算量，通過LINECALC,可以很準確的解得奇偶模阻抗，但 線寬一般較實際值偏大，比如，在設計6dB寬頻耦合器時，該軟件求得緊耦合線寬為3.05，(B = 8.4,H = 2.47)，而實驗得的數(shù)據(jù)為2.8，偏大；耦合間隙極小，以6dB為例，求得緊耦合間隙為 0.03,實驗數(shù)據(jù)為0.56。但A在計算單根線寬時，還是相當準確的。軟件B功能較少，只能計算特性阻抗

2、，但計算得極為準確。軟件C是個相當強大的三維場分析軟件，可以單獨計算奇偶模阻抗，分析場能量分布，電壁，磁壁分布 線等，不過它只有分析優(yōu)化的功能，只有在做好最初的設計，獲得最初的數(shù)據(jù)，方可使用，該軟件運行 時占用資源極高，優(yōu)化速度非常慢，所得數(shù)據(jù)很接近實驗數(shù)據(jù)。二、實驗現(xiàn)象第一次實驗：使用分析得的間隙所做的定位塊，將導電棒安裝好，由于導電棒較寬，最寬處為3.9, 最初使用的N連接器的安裝孔外徑為8.4,裝配時，還沒有短路的擔憂，沒有做任何調(diào)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高 頻段的性能指標都不太理想，2200MHz的駐波、隔離指標很差，駐波只有18dB,隔離只達到17dB。 耦合度不平，低頻段較高，高頻段較低，分析

3、現(xiàn)象可推測第二級線長可能長了，以及四個端口容性較大， 有必要進行低阻補償。但有時也可以裝配成功，而且指標不差，方向性最多時可達到25dB，但調(diào)試量 顯然是太大了。一是要將導電棒端頭處銼細，以加入高阻補嘗；二是將導電棒斜裝，以調(diào)整輸入輸出回 波損耗；三是控制導電棒中心的間距，以得到最優(yōu)的平坦度。在試驗中還發(fā)現(xiàn)，由于N連接器裝配得不 太規(guī)范，其結(jié)構(gòu)強度不大，經(jīng)常出現(xiàn)中心導電棒活動的現(xiàn)象。第二次試驗： 根據(jù)第一次實驗現(xiàn)象，此次試驗中，將導電棒50Q線的長度減小1mm，這樣在焊 裝時，導電棒的端頭與N連接器的絕緣子就有1mm的間隙，同時為了加固，在第一級向第二級跳變處 加了四氟支撐架。經(jīng)過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)高

4、端的指標全部上升，不過試驗的重復性不太好，而且上升幅度并不 是特別明顯，僅僅是指標稍高于要求值。但由于仍然使有8.4的N連接器，其結(jié)構(gòu)問題沒有解決。第三次試驗：由于前兩次試驗巳確定了腔體耦合器設計的正確性與可行性，此次試驗主要是解決結(jié) 構(gòu)強度問題與成品率，在這次試驗中，對腔體進行了較大的改變，將蓋板改為平蓋板樣式，N連接器改 為6的，型號改為cp108hf，這樣，在外型上可視性要好得多，N連接器的結(jié)構(gòu)強度也有了較大的改 進。在實驗中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)象與前兩次試驗沒有太大的差別，但調(diào)試要方便的多，而且在試驗中還出現(xiàn)了一 個調(diào)試方法，就是將端頭處進行低阻補償(因為現(xiàn)在有了1mm的間隙，目前呈高阻)，可以很

5、好的改 進指標，同時發(fā)現(xiàn)了導電棒的安裝強度有必要改進。此次實驗中，一次成品率沒有提高，但調(diào)試成功率 上升。第四次試驗： 為了加強導電棒的安裝強度，對腔體又做了一次較大的改進：在四個N連接器所在的 位置，挖四個8mm*2mm*1mm的深腔，加裝四氟卡槽，一是加入了低阻補償，二是加強了導電棒的 安裝強度，實驗中發(fā)現(xiàn)，對了上次試驗所發(fā)現(xiàn)的問題，都有了較完好的解決，調(diào)試成功率可達到50%o 第五次試驗： 這次試驗目的在于減少調(diào)試量，大幅提高一次成品率與調(diào)試成品率，實驗中，在其他兩 個地方也加入了四氟支撐架，位置在第一級的1/3處與第二級2/3處，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輸入輸出端口的回波 損耗下將不是很多，即時如此

6、，其指標仍遠遠高于要求值；同時方向性上升較多，最高可達到27dB， 一般也有21dB。耦合度變化不是很大，其平坦度仍在要求范圍內(nèi)。但同樣的，其仍然存在一個重復性 的問題，但不是太大，較之以前的實驗，其成品率巳達到70%，優(yōu)良率達到20%，再次調(diào)試后的成品 率達到90%，一般三次調(diào)試后成品率達到100%。同時也發(fā)現(xiàn)，并不是所有的腔體耦合器都要加這么 多的支撐架，有時，只要加入四個就行了，如圖所示，有時，加入A組的支撐架，反而會減小高端方向 性，所以，一般建議只裝四個支撐架。至此，實驗基本上結(jié)束，接下來是做生產(chǎn)型工藝控制問題。三、生產(chǎn)工藝經(jīng)過了多次反復實驗，對工藝有了較好的認識。第一問題，耦合間隙

7、的控制。與一般的介質(zhì)板線耦合器 不同的是，空氣腔體耦合器沒有成型的電路板，這樣，耦合間隙只有人為的控制，為此，定做了不同型 號的不同定位塊，以解決定位問題，但是由于導電棒銅材質(zhì)軟，在安裝過程中，常會發(fā)生彎曲，這就會 導致耦合平坦度下降，輸入輸出回波損耗惡化；而且不同工人裝配力度不一樣，同一個定位塊，有的工 人能很好的控制其松緊，有的工人控制得過松，有的則過緊，這就直接導致了成品率的不同，第二個問 題是，焊接方面的問題，在試驗中發(fā)現(xiàn)，腔體耦合器對端頭的焊接也有一定的要求：由于導電棒四個端 頭是切好焊接口的，在焊接時，如不將焊接口用焊錫全部補滿，會直接導致各處端口的回波損耗，而且 相差值較大，最高

8、達到8dB。第三個問題是，耦合導電棒安裝方向，雖說耦合器本身是個互易的網(wǎng)絡結(jié) 構(gòu)，但實驗中仍發(fā)現(xiàn)其還是選向，從多次的實驗中發(fā)現(xiàn)，將緊耦合區(qū)接匹配負載時的方向性指標要較松 耦合區(qū)接負載時好得多，但回波損耗正好相反。第四個問題是，四氟支撐架位置的問題。我們在示意圖 中可以看到，一個腔體耦合器最多需要6個四氟支撐架，上下各三個，兩兩一組，共三組，其中A組是 位于松耦合區(qū)，B組是在中央跳變點處，C組是在緊耦合區(qū)，其中B，C兩組作用較大，A組有時作用很 小，甚至的反作用，所以一般建議使用兩組四只。其中C組的位置不很固定，有時，必須在調(diào)試中解決。 這也是導致成品率低與調(diào)試量大的原因?，F(xiàn)在針對上述四個問題進

9、行解決。問題一，解決方案：加長定位塊的長度，在安裝時，不能用力過大，導致導電棒彎曲，定位塊不能卡得 太緊，以緊密合縫，取下不費力為準，導電棒不可彎曲，不可歪斜。安裝工序：1、先固定彎棒，然后加 入定位塊；2、加入直棒，擠壓直棒與彎棒中心以和定位塊緊密結(jié)合，（可以考慮使用鉗子），固定直棒， 用焊錫填滿缺口； 3將彎棒缺口填滿。問題二，解決方案：將缺口補滿，不能有一點凹口。問題三，解決方案：將緊耦合區(qū)焊在負載那一方。問題四，解決方案：A組支撐架不加，B組位置變，C組可先放于圖示位置。但不管如何加工，工人都不可能很好的撐握定位精度的一致性，所以調(diào)試量還是有的，但會減少很多。四、調(diào)試方法 不管哪一項指

10、標不滿足，在調(diào)試過程中，都要檢查以下幾個方面:1、導電棒有無裝變型，有無裝斜;2、端口缺口處有無用焊錫填滿；3、端頭處有無加裝四個卡槽；4、中間跳變點處有無加裝2.1mm支撐架，緊耦合區(qū)圖示位置有無加裝支撐架；5、N連接器、負載有無安裝緊固，接觸是否良好。6、導電棒端頭是否緊緊放在四氟卡槽內(nèi)，端頭與腔體內(nèi)壁的間隙是否是1mm0.2mm。如果上述安裝不對，請將其改對后再調(diào)試。指標可能不滿足項：1、17002200輸入（輸出）回波損耗差；2、輸入、輸出回波損耗差別大，比如輸出可能是好的，但輸入?yún)s是壞的；3、17001900耦合回波損耗差；4、19002200耦合回波損耗差；5、耦合度大；6、耦合度小；7、1700方向性差；8、2200方向性差；調(diào)試方法：1、將端頭的缺口用焊錫填滿；2、導電棒變形，彎曲，裝斜了，要將其糾正過來；3、