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一、引言
射頻連接器是無線電電子設備和儀表中必不可少甚至是關鍵的電子元件。電壓駐波比是射頻連接器的一項極重要的電氣參數。
隨著科學技術的進步，對射頻連接器電壓駐波比提出了越來越高的要求。許多連接器專家為此竭盡努力，取得了顯著的進展。到了七十年代中後期，射頻連接器的發展 在國際上達到鼎盛時期，其主要標誌是相繼研製出21mm、14mm、7mm和3.5mm精密同軸連接器和各種精密轉接器，工程用射頻連接器的電壓駐波比性 能也有顯著提高，掃頻測量取代了點頻測量，並且出現了時域測量技術。在國內，隨著微波通信技術和測量方法的進步，分米波電視的發展，對連接器電壓駐波比的 要求也越來越高，如要求研製工作在0～18GHz駐波比小於1.30的SMA連接器、0～18GHz駐波比小於1.40的連接器電纜組件、0～1GHz駐 波比小於1.05的分米波連接器以及駐波比小於1.02的各種精密轉接器。研製工作到40GHz駐波比小於1.50的毫米波連接器也提到議事日程上，本研 究的目的在於為研製寬頻帶低駐波比射頻連接器提供設計依據。
二、影響射頻連接器駐波比的主要因素
反射係數主要與傳輸線的阻抗均勻性有關。簡單地說，在連接器內，凡阻抗偏離標稱特性阻抗值的地方，都會引起反射。
射頻連接器實質上是一段帶有連接機構、電纜夾緊裝置和其他裝置的非均勻同軸線。以直式連接器為例，與均勻同軸線相比，它有三處明顯的不均勻：絕緣支撐區域、 導體尺寸過渡區域和連接器到電纜的結合部。在這些地方，都存在著導體直徑尺寸或導體形狀的變化，因而出現了不連續電容，引起反射。還有一些引起反射的其他 因素，例如導體連接間隙、導體直徑尺寸偏差、內外導體偏心率、接觸件上的槽縫、介質介電常數偏差和導體表面粗糙度等等。但上述三處卻是連接器內部的三大反 射源，只要把它們引起的反射降低到可以容許的程度，其他的就不難解決了。
三、降低射頻連接器駐波比的途徑
1. 最佳絕緣支撐的設計
射頻連接器幾乎都有絕緣支撐，支撐的結構型式很多，最普遍採用的有如圖1所示的兩種。由於支撐的介入，勢必發生導體直徑尺寸的階梯突變，破壞了傳輸線的均勻 性。從理論分析可知[1]，同軸線導體直徑尺寸的突變，等效於在突變截面上並聯一個不連續電容，這個電容可按參考資料[2]提供的公式精確計算。為消除不 連續電容引起的反射，必須採取補償措施，其方法有兩種：一種是高抗補償（圖1a），另一種是共面補償（圖1b）。
（a）
（b）
圖1
如何計算如圖1所示的導體直徑同時反向突變引起的不連續電容呢？國外資料曾經報導過兩種不同的計算方法。第一種方法認為總不連續電容等於內外導體突變的兩種最壞組合所形成的單臺階不連續電容之和[3]，即
（1）
第二種方法假定，在導體突變區域的內外導體之間存在著一個理想等位圓柱面，其直徑可按下式計算[4]：
（2）
總不連續電容等於由這個等位圓柱面和突變內外導體分別組成的兩個單臺階突變所形成的不連續電容的串聯，即
（3）
兩種計算方法得出截然不同的結果。圖2是以L27型連接器絕緣子為例計算出的曲線。可以看出，第一種結果表明總不連續電容隨外導體外削深度百分比而變化（曲 線1）。當外導體外削深度為完全外削（內導體無內削）深度的20%左右時，總不連續電容最小。而第二種結果卻表明總不連續電容幾乎與外導體外削深度無關 （曲線2）。
根據自己的研究和試驗，我們認為後一種計算方法比較合乎實際，與試驗結果頗接近。按此方法設計出的連接器大多能獲得滿意的結果，由此看來，設計絕緣支撐時，未必要遵循外導體外削深度應控制在完全外削深度的20%左右的原則。
圖2
可以用提高介質區域特性阻抗即增大電感的方法來補償不連續電容。這種方法稱高抗
補償。介質區域的最佳阻抗值可按下式確定[5]：
（4）
式中ω=2πf0，f0是設計中心頻率，θ=，ε是介質相對介電常數，λ0是真空波長，是絕緣子寬度。Z1值可用逐次逼近法求得。顯然，當工作頻率偏離f0時，補償是不充分或過量的，因而將有殘餘反射。僅當頻帶不寬或駐波比要求不很苛刻時才採用高抗補償方法。
為了獲得寬頻帶低駐波比性能，應當採用圖1b所示的共面補償絕緣子。共面補償方法是使介質區域內的阻抗等於標稱特性阻抗，通過去除介質端面的部分介質以提高電感來就地補償不連續電容。介質凹槽深度δ可按下式計算：
（5）
式中ε是介質凹槽區域的等效介電常數。必須指出，在計算總不連續電容時，必須考慮臨近效應的影響和頻率的變化而加以修正。
2. 導體直徑尺寸過渡段的最佳設計
在轉接器或電纜連接器中，由於接口尺寸的差別，也不可避免地存在著導體截面尺寸由小變大或由大變小的過渡。為了把過渡段不連續電容引起的反射減至最小，通常 有三種過渡方式：直角過渡、錐形過渡和拋物線過渡。後兩種過渡方式由於加工複雜，精度難以保證而越來越少被採用。相反，由於加工方便，精度容易控制，在現 行的連接器（包括精密型）中幾乎都採用如圖3所示的直角過渡型式。這種過渡的原理是通過錯開內外導體直徑突變的截面提高電感，補償電容，使電路呈中性。這也是高抗補償。
圖3