SMA—JB2A/SMA—JB2A—L型電纜組件的研制

張雪薇+吳昱姣+姜曼+楊戈

摘要

本文主要介紹了SMA-JB2A/SMA-JB2A-L電纜組件的研制過程、結(jié)構(gòu)特點及針對用戶的使用要求及市場需求進行了設(shè)計及關(guān)鍵性工藝技術(shù)控制攻關(guān)。

【關(guān)鍵詞】射頻連接器 半剛性電纜組件 焊接工藝 環(huán)境試驗

1前言

SMA-JB2A/SMA-JB2A-L型電纜組件是按照用戶要求進行研制的，主要用于微波信號傳輸，具有易成形、低損耗、衰減穩(wěn)定性好、無信號串擾、使用頻率高、屏蔽特性良好等特性。

目前，該產(chǎn)品滿足了重點工程的配套需要。該產(chǎn)品性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，用戶使用情況良好，可靠性高，各項指標均滿足標準要求，產(chǎn)品己向用戶供貨，經(jīng)上機使用完全滿足用戶要求，形成了批量生產(chǎn)能力，具有良好的市場前景。

2研制過程

2.1電纜組件的設(shè)計

2.1.1連接器的設(shè)計選擇

為滿足用戶使用環(huán)境、空間局限性、技術(shù)指標，從結(jié)構(gòu)簡單、電性能優(yōu)越、裝卸方便等特點進行連接器選擇，SMA-JB2A可拆卸螺紋式連接器，SMA型是一種通用螺紋連接式連接器，界面結(jié)構(gòu)非常成熟，連接器頭部可參照相關(guān)的標準規(guī)范確定其標準接口尺寸，工作截止頻率可達到18GHz，滿足用戶規(guī)定技術(shù)要求。2.1.2射頻同軸電纜的選擇

本項目半剛性電纜組件全部為立體結(jié)構(gòu)，半柔性電纜不易于成型，由于不進行表面處理，時間長會有腐蝕現(xiàn)象，影響外觀及性能指標，故采用配件2#高性能低損耗半剛性電纜組件，絕緣材質(zhì)為PTFE材料，能承受較高的溫度，此電纜截止頻率可達到64GHz，每米損耗僅為2.42dB，且半剛性電纜易于定型、輻射小、電磁兼容性好的特點，因此半剛性電纜組件方便了機內(nèi)布線，且提供了非常好的的屏蔽特性，高強度的外導(dǎo)體也很好地保證了內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。

2.2射頻電纜組件設(shè)計方案

2.2.1電纜芯線與插針的連接

由于信號是通過內(nèi)導(dǎo)體傳輸?shù)?，因此連接器內(nèi)導(dǎo)體與電纜芯線的連接是電纜組件的關(guān)鍵，要求連接可靠。內(nèi)導(dǎo)體的連接可采用焊接和直插式兩種方式。

在電纜芯線直徑較小時一般采用焊接式，這種方式接觸牢固，可靠性高，電性能穩(wěn)定。因此采用在插針尾部打孔焊接電纜芯線的方式來實現(xiàn)焊接。

2.2.2連接器與電纜的裝接方式

目前連接器外導(dǎo)體與半剛電纜的裝接方式主要為焊接式。

通過對2#半剛性電纜結(jié)構(gòu)、材質(zhì)分析，并考慮電性能指標、耐環(huán)境的可操作性，采用焊接結(jié)構(gòu)技術(shù)，可使連接器外殼與電纜外導(dǎo)體充分接觸，滿足系統(tǒng)對電纜組件連接的可靠性、穩(wěn)定性要求，同時也能夠很好的滿足系統(tǒng)對電壓駐波比、插入損耗的要求。

3關(guān)鍵技術(shù)工藝控制

3.1電纜

3.1.1預(yù)熱處理

半剛性電纜外導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)之間的緊密匹配才能達到所需的電氣和機械性能，必須采用的制作過程會使內(nèi)部絕緣介質(zhì)在壓縮和拉伸力作用下產(chǎn)生形變，初始不均勻的應(yīng)力傾向于通過冷塑變形均勻化，這種變化會導(dǎo)致電纜芯部絕緣介質(zhì)縮進電纜內(nèi)，若己成為電纜組件的電纜出現(xiàn)這種情況，會在電纜與連接器的連接界面處產(chǎn)生一空隙，這一空隙將使電壓駐波比增加，因此，在其與外殼焊接之前，應(yīng)對每根電纜進行預(yù)熱處理以消除電纜的應(yīng)力。

3.1.2彎曲工藝

為了解決半剛性電纜組件手工成型效率低、一致性差的問題，根據(jù)設(shè)計文件給出的直線段及彎曲角度，在直線段大于l0mm時，可使用打彎機器進行彎曲電纜，對于直線段小于10mm時，繪制1：1圖紙，進行打孔，制作合適的彎曲工具，工裝保證一次彎曲成形操作，對彎曲后的電纜不能進行返工，應(yīng)小心操作；避免出現(xiàn)壓痕和裂紋；電纜應(yīng)施加緩慢、均勻的力進行彎曲。

3.2焊接

3.2.1焊接問題

為了解決半剛性電纜組件焊接困難、效率低及可靠性差的問題，為了使先成型后焊接這種先進的工藝技術(shù)得以實現(xiàn)，我們制定詳細的焊接工藝細則，規(guī)定了內(nèi)、外導(dǎo)體焊接工序，搪錫-焊接，內(nèi)導(dǎo)體使用普通烙鐵及專用焊接插片進行焊接，為保證焊錫的流動性，盡可能減小因熱循環(huán)導(dǎo)致的外導(dǎo)體焊接處產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，制作專用焊接支架、焊接工裝，放置在電阻儀上進行焊接，規(guī)定了焊錫量、溫度及時間，良好的控制了焊接的一致性，使半剛性電纜組件焊接的質(zhì)量、可靠性得到了充分的保證。

3.2.2X光檢測

引入新型無損焊X射線焊點檢查方法對焊接點進行全方位檢查。X射線焊點檢測著重于焊點的物理結(jié)構(gòu)測試，尤其是對于隱藏式焊點的測試更具有獨到之處，可從這些圖像判斷出焊點的焊接質(zhì)量，并作出工藝反饋，從而可實現(xiàn)對工藝進程的控制。

4樣品的試制及試驗

按設(shè)計文件、工藝文件進行了組件裝配，組件加工過程較為順利，產(chǎn)品出來后按標準進行了摸底試驗，整個曲線變化平緩，沒有尖點，測試駐波比小于1.3，完全滿足標準要求，達到用戶要求（見圖1）。

4結(jié)束語

在此項目的整個研制、生產(chǎn)過程中，不斷得到用戶和專家組領(lǐng)導(dǎo)的支持，從設(shè)計、生產(chǎn)、裝配到檢測試驗，大家齊心合力，團結(jié)一致，使得項目順利完成。

參考文獻

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