1mm同軸連接器---Up to 110GHz

2017-08-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

近期灝訊發(fā)布了用于110GHz應用的1mm接口(PC1.0)轉接器,稱產(chǎn)品的VSWR和插損都經(jīng)過優(yōu)化,并且擁有卓越的機械穩(wěn)定性和可靠性。系列內(nèi)轉接器一致性相當好,滿足相位匹配。

灝訊的1mm轉接器符合IEEE287-2007標準。此次同時發(fā)布了一款真正的80GHz同軸到PCB板端的轉接器,擁有非常優(yōu)質的電性能,同時還有很簡潔的snap-on連接方式。在PCB端,系統(tǒng)使用了灝訊的MMPX接口,中間是MMPX to PC1.0的轉接器,另一側是1mm的電纜組件。超寬帶特性,方便的連接使得高速數(shù)據(jù)及RF測試變得更簡單易行。

110GHz的1mm連接器的前世今生

你知道嗎?1mm連接器已經(jīng)誕生27年了!1989年,精密連接器標準委員會IEEE287定義了1mm連接器的界面。1mm連接器的DC-110GHz超寬帶特性,使得測試更簡單了,以前需要多次連接系統(tǒng),現(xiàn)在一次連接就可以完成多次測試了。 1989年當年毫米波幾乎沒有什么商業(yè)機會,但惠普公司的Julius Botka 和 Paul Watson有比較好的商業(yè)和技術眼光,覺得未來毫米波一定要火,所以推動了1mm連接器的設計和發(fā)展。

IEEE標準里定義了兩種等級的1mm連接器,實驗室精密級LPC和普通精密級GPC,普通精密級主要用于接頭和電纜組件。兩種等級的主要差別是連接器的界面:凈度、平整度、界面深度尺寸等要求嚴苛程度。因為頻率要到110GHz,已經(jīng)沒有什么公差空間留給即便是普通精密級GPC,何況是實驗室計量級的LPC,嚴苛性可想而知。

1mm連接器的名字來源跟2.92mm,1.85mm等類似,是它的外導體內(nèi)徑的尺寸。1mm界面定義為1mm外導體內(nèi)徑,空氣介質,50歐姆阻抗和0.434mm中心導體外徑。母頭的中心針外徑0.25mm,對于LPC和GPC母頭針都有開槽設計,母頭壁厚只能有大約0.09mm!對材料及機械加工要求非常之高!

1mm連接器校準和溯源

準確測量1mm連接器需要高質量高精度的校準件。一般來說,矢網(wǎng)使用OPEN,SHORT,LOAD做為校準件。但低反射,VSWR<1.03(-30dB回損)的寬帶固定負載非常難實現(xiàn),需要使用滑動負載。但對于1mm的連接器尺寸來說,做出滑動負載是不切實際的,要么太昂貴,要么做出來的東東太脆弱?滑動多次容易損壞或改變參數(shù)?

在高頻段(高于50GHz)高精度的測量只能通過使用offset短路器。利用現(xiàn)代精加工技術,offset短路器的尺寸,平整度,表面光潔度等均可精確控制?？梢允褂枚鄠€offset短路器來覆蓋50-110GHz頻率范圍。而低于50GHz的部分,可以使用傳統(tǒng)OPEN,SHORT,LOAD校準件。

110GHz的時候,空氣里的波長只有2.72mm,在一個傳輸線中,3.78mm的長度變化就會導致一個相位周期的變化。因此,在offset短路校準中要獲得好的準確度,offset的長度和pin針的深度的精準控制是必要的。這個offset 長度控制精度需要達到±0.005mm,對于傳統(tǒng)測試方法而言確實很難。準確測量pin針深度需要一套新的方法,近年使用的光學方法被證明是行之有效的。

校準件溯源最終回到尺寸標準上來。測量中心導體的外徑比較直接,相應的規(guī)也能實現(xiàn)。但商用1mm規(guī)在精度上還有欠缺,所以專門的計量級規(guī)產(chǎn)生需求。但這種規(guī)的尺寸也是相當挑戰(zhàn),它的尺寸精度公差必須控制到LPC接頭精度的1/5以內(nèi),而LPC精度為±0.003 mm ,所以大家可以想象一下難度。還有就是,咱們提到的這些精度的測量,還需依賴更高精度的測量工具,否則無法測量也是沒有意義的。

那么DC-110GHz的校準最終被分成哪幾個頻段了呢?首先,低于50GHz的頻段,使用了傳統(tǒng)的OPEN,SHORT,LOAD方式;50-110GHz使用了offset短路器的方式,實施的時候又被分為兩個頻段:三段offset短路器(長度1.30,2.45和3.00mm)用于50-75GHz,另外三段長度(1.30,1.825和2.45mm)用于75-110GHz。

1mm連接器應用情況

最初1mm的連接器應用比較少。第一個1mm接口產(chǎn)品誕生于1993年:一套電纜盒波導同軸轉換器用來測試晶片的探針系統(tǒng)。德國羅森伯格,一家IEEE287成員單位,在1995年發(fā)布了他們的首款1mm連接器和轉接器。隨著1996年HP公司首款特別的85GHz測試系統(tǒng)以及Cascade Microtech的探針系統(tǒng)誕生,1mm產(chǎn)品發(fā)展步伐開始加速。HP發(fā)布8510XF矢量網(wǎng)絡分析儀后,1mm相關產(chǎn)品及附件就如雨后春筍般成長起來。

幾個案例:Microtech的ACP110晶片探針,GGB公司的探針,Rosenberger的接0.047英寸的1mm電纜組件及校準件

GGB公司的探針

Rosenberger的接0.047英寸的1mm電纜組件及校準件

到2000年左右,1mm連接器已經(jīng)廣泛被毫米波測量領域接受。借助當時HP 85059A校準和校驗件,以及HP 8510XF矢量網(wǎng)絡分析儀,已經(jīng)可以獲得精確的,重復性好的110GHz各類產(chǎn)品,如連接器和各類附件。1mm的外導體部分,設計上都加強加固設計,但為了實現(xiàn)好的測試結構,工程師們在連接1mm連接器的時候得格外小心,因為它的心臟太脆弱。2000年之后,美國歐洲在毫米波及太赫茲技術上的持續(xù)研究,催生出大量的1mm產(chǎn)品,應用于各行各業(yè),當前的產(chǎn)品已經(jīng)跟2000年不可同日而語,但最基礎的東西沒有改變。中國近來毫米波應用也逐步熱門起來,1mm的產(chǎn)品會越來越為廣大業(yè)界人士所熟悉

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