佚名 發表於 2019-09-27 09:45:37
軟波導是微波設備不可缺少的一種連接器，一般是菱型的，一般的樣子是倆邊各有倆個法蘭，分別是一個沒有槽子的，一個是有槽子的，其材質是用銅做的，如果要求高的話還要鍍銀，軟波導主體部分主要是橡膠做的，表面的光潔度比較高，其材質還要不易風化。軟波導的主要指標有：發射頻率、接收頻率、駐波比和回波損耗。
波導互連器件和波導組件用於軍事、航空航天、衛星通信、雷達、微波/毫米波成像、工業加熱/烹飪等各種微波和毫米波用途。在若干此類用途中，或在特定情況下，走線空間的幾何機構會使得以硬波導組件或互連件走線時的成本或複雜度太高，或者使得其在剛度方面無法滿足設計標準。
當上述幾何機構要求實現非常不規則的彎曲段，或者當使用硬波導時難以進行可靠的製造或製造成本太高時，便可發生上述情形。另一種此類情形為人們希望在組件或結構之間設置一些機械隔離。在這些原因的作用下，軟波導互連件應運而生，並廣泛應用於各種用途。雖然可在很多情形中使用，但軟波導也有其自身的限制，而且設計人員在完成波導布線及波導組裝時必須注意做出相應的權衡。
軟波導的工作原理
軟波導之所以能夠提供一定的變形量，是因為軟波導本身壁厚較小，約0.1mm ～0.3mm，且結構類似於許多串聯在一起的碟簧，具有較好的彎曲變形能力。軟波導變形時，軟波導內部會產生彎曲應力，因此軟波導的彎曲能力及能夠承受的彎曲次數就與使用的材料息息相關。
航天上所用的軟波導材料主要有以下幾種：黃銅、磷青銅( 也叫錫青銅)、鈹青銅等。國內航天使用最多的是黃銅軟波導，主要用於硬波導之間的連接過渡。磷青銅、鈹青銅軟波導也有所使用，但由於其造價相對較高，應用不如黃銅軟波導廣泛，這兩種軟波導的強度比黃銅軟波導要高，因此大多將其應用於力學環境較為惡劣的地方，例如作為可動部件的連接波導。
軟波導與硬波導的差異
與由堅硬結構和焊接/釺焊金屬製成的硬波導不同，軟波導由摺疊的緊密互鎖金屬段構成。某些軟波導還通過將互鎖金屬段內的接縫密封焊接而進行結構加強。這些互鎖段的每一接合處均可輕微彎曲。因此在相同的結構下，軟波導的長度越長，其可彎曲的程度就越大。此外，此類互鎖段還設計為使得其內形成的波導通道儘可能地窄。
某些軟波導可在寬面方向上彎曲，某些可在窄面方向上彎曲，還有某些可在寬窄面兩方向上均可彎曲。還有一類稱為「扭」波導的軟波導可沿長度方向扭轉。此外，還有一些波導器件融合了上述各種功能。
使用硬波導時，設計人員不得不通過現有可用波導段或委託定製硬波導部件完成設計。與此相比，以各種標準長度售賣的軟波導可在配接時允許彎曲或彎折。為了實現更高的結構性能，某些軟波導配有堅固的外部護套，而且這些波導器件可在製造時預製為所需的形狀。
軟波導的用途和使用方法
當使用硬波導時將導致複雜度過高，價格過貴或將導致生產進度表延期時，可以使用軟波導。有時，為了應付各種設計變化，需要進行重新設計，以利用隨手可得的軟波導代替硬波導部分。此外，軟波導還常用於原型組裝，以在最終設計完成之前進行概念驗證。
由於軟波導結構不像硬波導一樣較易傳遞機械能，因此某些應用對軟波導具有「硬性」需求。舉例而言，當某接合點處的相對位置可隨溫度、溼度或負載等環境條件的變化而大幅變動時，則可使用軟波導段在兩個可移位的接頭之間實現一種高度「鬆弛」的連接。此外，某些軟波導還可提供隔離衝擊和振動的功能，但這種用法可能會縮短軟波導的使用壽命。
軟波導的使用注意事項
（1）在能夠滿足電性能使用要求的情況下，儘量選用選擇截面尺寸較大的軟波導。圖1所示是4根長度相同(110mm) 截面尺寸不同的軟波導，在對波導兩端法蘭進行約束的情況下，在相同隨機振動激勵下軟波導的應力分析結果，如圖2所示。從分析結果可以看出，在相同載荷情況下，軟波導截面尺寸相對較大的應力較小，因此在滿足電性能的基礎上應當儘量選擇截面尺寸較大的軟波導。
圖1
圖2
（2）軟波導安裝時，儘可能使軟波導的寬面法線方向與存在最大位移差的方向一致。根據軟波導產品性能參數，軟波導寬面和窄面的許用彎曲半徑是不同的，寬面的許用半徑要小於窄面的許用彎曲半徑，也就是說產生同樣曲率的情況下在寬面彎曲的情況下預應力要小。
（3）儘可能的使軟波導與法蘭連接的區域保持平直，避免裝配時在與法蘭連接位置軟波導局部出現較大曲率的彎曲。由於軟波導允許的彎曲半徑是一定的，曲率越大( 即彎曲半徑越小) 波導應力越大，減小局部彎曲曲率就可以減少軟波導裝配時產生的預應力。
（4）選擇合適長度的軟波導。軟波導過長會導致波導懸空部分質量較大，振動時軟波導受到自身中部懸空質量的影響，懸空質量增加，根部應力會增大; 但若軟波導過短意味著軟波導用於適應變形的部分較短，容易造成軟波導與法蘭連接位置局部曲率過大，從而導致軟波導連接根部預應力較大，以至受到激勵時發生斷裂。
不適於使用軟波導的情形
與硬波導結構相比，軟波導的剛性和物理穩健性通常較低。在還需硬波導進一步提供機械支持的情況下使用軟波導時，任何較大的機械應變或負載都可能導致軟波導損壞或電氣性能下降。此外，過度的振動和衝擊也會導致柔性波導的機械和電氣故障。由於彎曲可導致軟波導的接合點發生磨損、護套損壞或過早失效，因此軟波導的設計一般並不適於反覆彎曲。與某些硬波導相比，由於軟波導的金屬壁較薄，各段之間具有接觸電阻，而且內部波導表面不太理想，因此其電氣性能較差。由此可見，與硬波導相比，軟波導一般傳輸特性略差，而且功率處理能力也較弱。此外，由於軟波導將溫度性能範圍與剛性金屬不同的外套材料和連接焊料當作關鍵部件，因此其工作溫度範圍也與硬波導不同。
如果軟波導未設外保護套或未以其他方式密封，則任何微小的間隙都可能導致溼氣及其他環境汙染物進入其結構之內。雖然可通過吹掃和使用乾燥劑減小軟波導內的溼氣量，但在高溼度或高汙染的環境中，隨著時間的推移，這些因素還是會對軟波導的性能造成影響。
打開APP閱讀更多精彩內容
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴