什么是射頻電纜的動態(tài)彎曲試驗？

2016-10-12 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

前言作為射頻測試應(yīng)用的電纜組件,除了要考慮自身的射頻指標(駐波比,插入損耗,屏蔽,相位等特性)以外,使用壽命也是使用者非常關(guān)心的問題。在本文中,首先簡要討論了影響射頻電纜組件壽命的各種因素,然后根據(jù)一項試驗重點討論了射頻測試電纜組件的動態(tài)彎曲壽命問題。因為討論的是測試應(yīng)用的電纜組件,所以本文中所指的均為柔性的同軸編織電纜。射頻電纜組件的壽命作為一條射頻測試電纜組件,要考慮的問題還真不少,讓我們從使用者的角度出發(fā)來逐條梳理一下:1
選型時,要根據(jù)實際的使用要求,充分考慮電纜組件的性能,有關(guān)這些內(nèi)容,可參閱上面電纜概述一文。2
接下來要關(guān)心的問題是這條電纜組件在使用過程中,哪個因素容易導(dǎo)致組件失效?因為測試電纜組件是一個測試系統(tǒng)中被“折騰”最多的部件,接頭的反復(fù)插拔會導(dǎo)致其磨損【1】;接頭和電纜的連接部位會因為加工工藝或者使用不當而導(dǎo)致接觸不良【2】;而使用過程中不可避免的反復(fù)彎曲也會導(dǎo)致電纜組件的失效。3
更令使用者感覺難以把握的是,手中的這條測試電纜組件能用幾次?什么條件下會失效?假設(shè)對于同一個DUT(被測器件),用同一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀,當采用一條剛買來的測試電纜組件進行測試,和還是這條電纜相比,但是使用了1000次以后進行測試,二者得出的測試結(jié)果是不是還在指標要求之內(nèi)?是不是該定期檢查或者設(shè)立定期強制報廢制度?我們曾經(jīng)討論過射頻連接器的插拔壽命【1】,在本文中,將通過一個動態(tài)彎曲試驗來討論電纜組件的彎曲壽命,了解這些特性后,使用者可以根據(jù)自己的實際情況來找出影響電纜組件使用壽命的“短板”,以保證自己的企業(yè)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品指標的準確性和一致性。射頻電纜組件的動態(tài)彎曲試驗

圖1. 電纜的動態(tài)彎曲試驗方法試驗選用了按照MIL-C-17標準生產(chǎn)的MC03電纜組件(BXT P/N MC03-03-03-1000),試驗方法如圖1所示。試驗條件如下:彎曲半徑:50mm,這個尺寸參照了電纜規(guī)格書中的要求,以及正常的使用條件;彎曲速率:從位置A – B – A – C – A算一個周期,約12-15個周期/分鐘;彎曲次數(shù):每個周期計為4次彎曲,即從A – B、B – A、A – C和C – A各算一次;測試數(shù)據(jù):彎曲20個周期,即彎曲80次測試一次VSWR和插入損耗并記錄,測試頻率為1GHz。

試驗結(jié)果和結(jié)論最終測試結(jié)果如圖2所示。當電纜彎曲1050個周期(即4200次彎曲)后,VSWR和插入損耗均出現(xiàn)突變現(xiàn)象,這表明這條電纜已經(jīng)失效,不能再使用了。

圖2(a). VSWR的變化(1GHz)

圖2(b). 插入損耗的變化(1GHz)圖2. 射頻電纜的動態(tài)彎曲試驗結(jié)果(1000周期即4200次彎曲后電纜失效)從圖2(a)中的紅色趨勢線可以發(fā)現(xiàn)在整個試驗過程中,VSWR呈非常緩慢的上升趨勢,但是一直到失效前,都沒有明顯的惡化現(xiàn)象,都在電纜組件要求的指標范圍內(nèi)(VSWR<1.15);而圖2(b)顯示的插入損耗也在緩慢增加,一直到失效前,也都在要求的指標范圍內(nèi)(I.L<0.84dB)。結(jié)合我們的另一項射頻連接器的插拔試驗,依然是這個型號(MC03-03-03-1000)的電纜組件,在連接器插拔2400次后,指標也僅產(chǎn)生了微小的變化【1】。試驗結(jié)果向使用者表達了這樣的參考信息:在正常使用條件下,一條測試電纜組件的壽命要超過制造商的承諾。但是因為涉及到多方面的因素,如成本、材料的抗疲勞性能、鍍層的厚度等,這些數(shù)據(jù)僅僅作為試驗性的參考結(jié)論,絕大多數(shù)的制造商而并沒用將此寫入電纜組件的規(guī)格書中作為出廠考核指標。本文描述的也只是一個試驗性的結(jié)論,不妥之處,希望得到同行的指正。參考文獻
【1】AN-0105:射頻連接器的壽命試驗;【2】AN-0108::保持微波測試系統(tǒng)的平衡。

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