[发明专利]一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法

权利要求书

1.一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量未退化同轴连接器得到高频性能参数，建立未退化同轴连接器的等效电路模型，仿真得到高频性能参数；

求解退化同轴连接器介质层的等效绝缘电阻、损耗角正切和介电常数，建立退化同轴连接器的等效电路模型，预测不同退化等级对应的高频性能参数；

在高湿度环境下进行加速试验，得到不同退化程度的连接器样本，测量在潮湿环境下介质退化的同轴连接器的高频性能参数；

比较退化连接器的测量值与等效电路仿真结果，得到连接器对应退化等级以及实际的水膜厚度。

2.根据权利要求1所述的一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法，其特征在于，先对矢量网络分析仪进行SOLT校准，然后将未退化的同轴连接器与矢量网络分析仪相连接，测量其高频性能参数；然后基于传输线理论，将未退化同轴连接器的等效电路模型建模为多组电容电感集总单元的级联，电路模型中的电容电感值基于同轴线电容电感公式计算所得，其他寄生参数由未退化同轴连接器的电路仿真结果与实测结果拟合所得。

3.根据权利要求1所述的一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法，其特征在于，潮湿环境下退化的同轴连接器的介质层由连接器的绝缘材料聚四氟乙烯和附着其表面的水膜构成；基于具有同心环形非均匀介质的同轴电缆的电导电容计算公式，求解潮湿环境下同轴连接器退化介质层的单位长度绝缘电阻、损耗角正切以及等效介电常数；退化同轴连接器介质层的单位长度绝缘电阻R_De的计算公式为：

退化的同轴连接器介质层的损耗角正切tanδ_De的计算公式为：

同轴连接器退化介质层的等效介电常数ε_e的计算公式为：

其中：R_P代表连接器介质材料为聚四氟乙烯时的单位长度绝缘电阻值，R_W代表介质材料为水膜时的单位长度电阻值,ρ_m是同轴连接器绝缘材料聚四氟乙烯的电阻率，ρ_{Wa_sur}是水的表面电阻率,r_ai和r_bi分别是同轴连接器各段的内导体外径和外导体内径,W_a是附着在绝缘材料聚四氟乙烯表面的水膜厚度,tanδ_m和tanδ_W分别是聚四氟乙烯和水的损耗角正切,C_m＝2πε₀ε_m/ln[(r_bi-W_a)/r_ai]和C_W＝2πε₀ε_W/ln[r_bi/(r_bi-W_a)]分别代表当介质层为绝缘材料聚四氟乙烯和水膜时，同轴连接器的单位长度电容，ε_m和ε_W分别代表聚四氟乙烯和水的相对介电常数，ε₀是真空介电常数；连接器介质退化前后的绝缘电阻和损耗角正切的数值变化非常小，仅退化介质的介电常数会影响等效电路中的电容值，因此在未退化连接器的等效电路模型的基础上，保持电感值和寄生参数不变，仅改变电路并联部分的电容值，便可得到退化连接器的等效电路模型以及不同退化程度连接器的高频性能参数。

4.根据权利要求1所述的一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法，其特征在于，同轴连接器被放置于高湿度环境下，通过改变退化时间来得到不同退化程度的连接器样本，并用矢量网络分析仪测量其相应的高频性能参数。

5.根据权利要求1所述的一种在潮湿环境下介质退化连接器的高频性能预测方法，其特征在于，连接器的退化等级由等效电路中的水膜厚度表征，通过改变水膜厚度使电路仿真结果与实验所测不同退化程度连接器的高频性能参数曲线相同，可以得到同轴连接器介质的退化等级。