同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置及其测试方法，属于测试技术领域。

背景技术：

同轴连接器作为一个同轴电缆连接零件广泛的应用于微波通讯、微波测量的各个方面。随着如今微波领域的频率提高，工程上对系统的电磁能量泄露和电磁能量干扰的要求越来越严格，屏蔽效能作为衡量电磁场对微波元件的影响的重要指标，在工程设计中具有重要意义。如果同轴连接器的屏蔽效能不理想，会使同轴线中传输的电磁能量大量泄露，或会被外界的电磁环境影响，造成传输信号的失真和外泄。在GJB 1217A-2009《电连接器试验方法》中规定了两种屏蔽效能的测试方法，分别是混波室法和同轴法。但是，目前还没有专业成熟的同轴测试装置。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置及其测试方法，其具体技术方案如下：

同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置，包括同轴设置的内管和外管，所述内管用于贯穿电缆a，所述内管与外管之间形成用于容纳连接器泄露磁场的谐振空腔，

所述内管的一端为信号输入端，另一端为测试端，该测试端设置有与电缆a接通的连接器，所述连接器的另一端通过电缆b连接输出组件，在输出组件的末端连接信号测试仪，

所述连接器设置在腔体管的中心轴线上，所述腔体管一端与外管密封连接，另一端与输出组件密封连接，

所述电缆a、连接器、电缆b和输出组件同轴设置，

所述内管的信号输入端设置有内管端盖a，所述电缆a贯穿过内管端盖a的中心，电缆a的末端连接有信号输入接口，所述信号输入接口同轴位于内管的外侧，

所述谐振空腔内设置有短路活塞，所述短路活塞填充满谐振空腔的径向截面，所述短路活塞朝向信号输入接口一侧设置有若干个拉杆，所述拉杆延伸超过内管端盖a，且内管端盖a与电缆a之间设置有内管夹片a，内管夹片a将电缆a与内管同轴固定，且封闭内管端部，所述短路活塞朝向谐振空腔的一面铺设有簧片，

所述外管朝向信号输入接口的一端设置有外管端盖a，所述外管端盖a与外管设置有限位夹片，所述拉杆贯穿过限位夹片，所述外管端盖a和限位夹片将谐振空腔封闭，

所述内管朝向测试端一侧设置有内管端盖b，所述内管端盖b与内管之间设置有内管夹片b，内管夹片b将电缆a与内管同轴固定，且封闭内管端部。

所述电缆b与输出组件的中心连接，所述输出组件朝向电缆b一端设置有屏蔽套管，所述电缆b同轴插入在屏蔽套管中，且电缆b通过填充在屏蔽套管中的半圆夹片与屏蔽套管固定。

所述外管与腔体管的拼接处设置有用于支撑内管与外管同轴的支撑活塞，所述外管与腔体管拼接处的外部套设有密封套管，密封套管部分覆盖住外管和腔体管，且腔体管外部还设置有与密封套管反向套接的腔体管套盖。

所述腔体管外部设置有一圈台阶，所述腔体管套盖对着台阶卡在密封套管外部。

所述输出组件包括内导体和端盖，所述内导体的一端与屏蔽套管的末端密封固定连接，且半圆夹片和内导体之间留有间距，形成空腔，内导体的四周通过圆环支架与腔体管同轴固定，内导体贯穿在端盖的中心线上，所述端盖与腔体管密封对接，内导体的四周与端盖之间形成圆锥形状腔体，该腔体的顶端朝向输出组件的输出端。

所述输出组件的端盖与腔体管之间通过拼接管对接，所述拼接管与端盖密封，且圆环支架支撑固定在拼接管内部，拼接管与腔体管之间通过螺纹套管套接在其外部密封固定连接。

同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的测试方法，包括以下操作步骤：

步骤1：连接电缆：在待测试的连接器的两端分别接上电缆a和电缆b，且电缆a和电缆b与待测试连接器的连接端均剥离绝缘层，使屏蔽层暴露；

步骤2：试验装置装配：将步骤1连接好电缆的待测试连接器置于腔体管中，在其信号输出端组装上输出组件，在其信号输入端组装上如权利要求5所述的内管、外管以及密封连接部件；

步骤3：测试系统连接：将本同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置与矢量网络分析仪连接，矢量网络分析仪的信号发出端口与同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输入端连接，同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输出端与矢量网络分析仪的信号接收端口连接；

步骤4：试样屏蔽效能测试：打开矢量网络分析仪，预热，输入测试频率，单频点测试，在100MHz至1GHz之间选取，分别从本同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输入端口和信号输出端口连接足够长的电缆，进行直通校准；

步骤5：通过拉杆改变短路活塞的位置，观察并记录其最大值，该最大值即为试验样品的屏蔽效能。

所述步骤1的具体步骤为：

1、准备3m长的50Ω射频同轴电缆1根，其一端为SMA连接器，另一端为与待测连接器匹配的连接器；

2、以与测试连接器匹配的连接器根部为基准面，在距其5cm处和185cm处各开一10mm槽口，去掉电缆最外面的绝缘层，使屏蔽层暴露；

3、准备1根6cm长的50Ω射频同轴电缆，一端为与测试连接器匹配的连接器，另一端焊接50Ω的贴片电阻；

4、将其中间部位最外面的绝缘层去除，使屏蔽层暴露。

所述步骤2的具体步骤为：

（1）将已准备完成的6cm长的电缆通过半圆夹片装配在屏蔽套管中，将屏蔽套管与装置的输出组件连接；

（2）将外管放置在在外部的支撑机构上，连接簧片与短路活塞，将两个拉杆与短路活塞连接，将内管穿入短路活塞中，并将内管和短路活塞由外管的左侧一并装入外管内；

（3）将腔体管套管安装到外管的朝向输出端一侧，以固定外管该侧位置；

（4）将限位夹片安装在外管和内管之间，并安装外管端盖，以固定内管信号输入端位置，外管端盖暂不拧紧，此时内管相对于外管可以左右滑动；

（5）将3m长的电缆由内管右侧放入内管中，SMA连接器朝信号输入端，与待测连接器匹配的连接器朝信号输出端，在内管的左右两侧通过内管夹片将电缆屏蔽层与内管相连，并用内管端盖a拧紧，将待测连接器与上述电缆a连接器连接；

（6）将腔体管组件与螺纹管组件连接；

（7）将内管滑动至相对于外管的信号输出端，将待测连接器的另一端与输出组件的左侧电缆连接器相连；

（8）将内管向信号输入端移动，至输出组件和腔体管组件贴合，旋转螺纹套管固定两组件的位置，同时拧紧外管左端盖，此时相对于外管，内管的位置固定，无法左右滑动；

（9）将拉杆把手装配在拉杆端部，装置装配完成。

本发明的工作原理是：

本发明在工作时，可以通过拉动拉杆，从而改变短路活塞在外管和内管所形成的同轴结构中的位置，从而改变工作腔的大小。因为在装置处于谐振位置时，同轴连接器的电磁能量泄露最多，所以，以电磁泄露最大的点作为衡量屏蔽效能的指标。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种新型的同轴线缆测试方法，实验仪器占地小，经济性好，测试流程简单，几乎不受环境影响，数据处理便捷，针对100MHz到1000MHz的频率范围，补全了同轴连接器屏蔽效能的测试范围。

附图说明

图1为本发明的剖视图，

图2为图1的左侧放大图，

图3为图1的右侧放大图，

附图标记列表：1—信号输入接口，2—拉杆，3—内管端盖a，4—内管夹片a，5—内管，6—外管端盖a，7—限位夹片，8—外管，9—短路活塞，10—簧片，11—谐振空腔，12—电缆a，13—密封套管，14—支撑活塞，15—内管端盖b，16—内管夹片b，17—腔体管套管，18—连接器，19—螺纹套管，20—电缆b，21—屏蔽套管，22—半圆夹片，23—拼接管，24—圆环支架，25—内导体，26—圆锥形状腔体，27—端盖，28—输出组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1为本发明的剖视图，图2为图1的左侧放大图，图3为图1的右侧放大图，图中标记部件名称依次为：信号输入接口1，拉杆2，内管端盖a 3，内管夹片a 4，内管5，外管端盖a 6，限位夹片7，外管8，短路活塞9，簧片10，谐振空腔11，电缆a 12，密封套管13，支撑活塞14，内管端盖b 15，内管夹片b 16，腔体管套管17，连接器18，螺纹套管19，电缆b 20，屏蔽套管21，半圆夹片22，拼接管23，圆环支架24，内导体25，圆锥形状腔体26，端盖27，输出组件28。图中的簧片10通过多个螺钉与短路活塞固定，或者通过胶水粘附在短路活塞端面。

结合附图可见，本同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置，包括同轴设置的内管和外管，所述内管用于贯穿电缆a，所述内管与外管之间形成用于容纳连接器泄露磁场的谐振空腔。

所述内管的一端为信号输入端，另一端为测试端，该测试端设置有与电缆a接通的连接器，所述连接器的另一端通过电缆b连接输出组件，在输出组件的末端连接信号测试仪。

所述连接器设置在腔体管的中心轴线上，所述腔体管一端与外管密封连接，另一端与输出组件密封连接。

所述电缆a、连接器、电缆b和输出组件同轴设置。

所述内管的信号输入端设置有内管端盖a，所述电缆a贯穿过内管端盖a的中心，电缆a的末端连接有信号输入接口，所述信号输入接口同轴位于内管的外侧。

所述谐振空腔内设置有短路活塞，所述短路活塞填充满谐振空腔的径向截面，所述短路活塞朝向信号输入接口一侧设置有若干个拉杆，所述拉杆延伸超过内管端盖a，且内管端盖a与电缆a之间设置有内管夹片a，内管夹片a将电缆a与内管同轴固定，且封闭内管端部，所述短路活塞朝向谐振空腔的一面铺设有簧片。

所述外管朝向信号输入接口的一端设置有外管端盖a，所述外管端盖a与外管设置有限位夹片，所述拉杆贯穿过限位夹片，所述外管端盖a和限位夹片将谐振空腔封闭。

所述内管朝向测试端一侧设置有内管端盖b，所述内管端盖b与内管之间设置有内管夹片b，内管夹片b将电缆a与内管同轴固定，且封闭内管端部。

所述电缆b与输出组件的中心连接，所述输出组件朝向电缆b一端设置有屏蔽套管，所述电缆b同轴插入在屏蔽套管中，且电缆b通过填充在屏蔽套管中的半圆夹片与屏蔽套管固定。

所述外管与腔体管的拼接处设置有用于支撑内管与外管同轴的支撑活塞，所述外管与腔体管拼接处的外部套设有密封套管，密封套管部分覆盖住外管和腔体管，且腔体管外部还设置有与密封套管反向套接的腔体管套盖。

所述腔体管外部设置有一圈台阶，所述腔体管套盖对着台阶卡在密封套管外部。

所述输出组件包括内导体和端盖，所述内导体的一端与屏蔽套管的末端密封固定连接，且半圆夹片和内导体之间留有间距，形成空腔，内导体的四周通过圆环支架与腔体管同轴固定，内导体贯穿在端盖的中心线上，所述端盖与腔体管密封对接，内导体的四周与端盖之间形成圆锥形状腔体，该腔体的顶端朝向输出组件的输出端。

所述输出组件的端盖与腔体管之间通过拼接管对接，所述拼接管与端盖密封，且圆环支架支撑固定在拼接管内部，拼接管与腔体管之间通过螺纹套管套接在其外部密封固定连接。

同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的测试方法，包括以下操作步骤：

步骤1：连接电缆：在待测试的连接器的两端分别接上电缆a和电缆b，且电缆a和电缆b与待测试连接器的连接端均剥离绝缘层，使屏蔽层暴露；

步骤2：试验装置装配：将步骤1连接好电缆的待测试连接器置于腔体管中，在其信号输出端组装上输出组件，在其信号输入端组装上如权利要求5所述的内管、外管以及密封连接部件；

步骤3：测试系统连接：将本同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置与矢量网络分析仪连接，矢量网络分析仪的信号发出端口与同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输入端连接，同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输出端与矢量网络分析仪的信号接收端口连接；

步骤4：试样屏蔽效能测试：打开矢量网络分析仪，预热，输入测试频率，单频点测试，在100MHz至1GHz之间选取，分别从本同轴线缆连接器屏蔽效能的测试装置的信号输入端口和信号输出端口连接足够长的电缆，进行直通校准；

步骤5：通过拉杆改变短路活塞的位置，观察并记录其最大值，该最大值即为试验样品的屏蔽效能。

所述步骤1的具体步骤为：

1、准备3m长的50Ω射频同轴电缆1根，其一端为SMA连接器，另一端为与待测连接器匹配的连接器；

2、以与测试连接器匹配的连接器根部为基准面，在距其5cm处和185cm处各开一10mm槽口，去掉电缆最外面的绝缘层，使屏蔽层暴露；

3、准备1根6cm长的50Ω射频同轴电缆，一端为与测试连接器匹配的连接器，另一端焊接50Ω的贴片电阻；

4、将其中间部位最外面的绝缘层去除，使屏蔽层暴露。

所述步骤2的具体步骤为：

（1）将已准备完成的6cm长的电缆通过半圆夹片装配在屏蔽套管中，将屏蔽套管与装置的输出组件连接；

（2）将外管放置在在外部的支撑机构上，连接簧片与短路活塞，将两个拉杆与短路活塞连接，将内管穿入短路活塞中，并将内管和短路活塞由外管的左侧一并装入外管内；

（3）将腔体管套管安装到外管的朝向输出端一侧，以固定外管该侧位置；

（4）将限位夹片安装在外管和内管之间，并安装外管端盖，以固定内管信号输入端位置，外管端盖暂不拧紧，此时内管相对于外管可以左右滑动；

（5）将3m长的电缆由内管右侧放入内管中，SMA连接器朝信号输入端，与待测连接器匹配的连接器朝信号输出端，在内管的左右两侧通过内管夹片将电缆屏蔽层与内管相连，并用内管端盖a拧紧，将待测连接器与上述电缆a连接器连接；

（6）将腔体管组件与螺纹管组件连接；

（7）将内管滑动至相对于外管的信号输出端，将待测连接器的另一端与输出组件的左侧电缆连接器相连；

（8）将内管向信号输入端移动，至输出组件和腔体管组件贴合，旋转螺纹套管固定两组件的位置，同时拧紧外管左端盖，此时相对于外管，内管的位置固定，无法左右滑动；

（9）将拉杆把手装配在拉杆端部，装置装配完成。

下面举本发明的一个具体实施例：

本发明外管（6）内径为45mm，内管（3）外径为20mm，其内外径之比为2.25，由于两管之间填充介质为空气，其形成的同轴结构特性阻抗约为50Ω，对于支架1（9），外径为72mm，内径为20mm，内外径之比为3.6，材料为聚四氟乙烯，所以起形成的同轴结构的特性阻抗约为50Ω，同理，锥形端绝缘支撑（15）和绝缘支撑（19）的特性阻抗也都约为50Ω。对于内导体（16）和内锥形适配端盖（18）所形成的锥形腔，尽管截面在不断缩小，但其内外径之比恒为2.3，所以其特性阻抗同样约为50Ω。所以对于此装置所形成的外回路，始终能保证其工作时特性阻抗为50欧姆。

本发明在工作时，可以通过拉动拉杆，从而改变滑块（22）在外管（6）和内管（3）所形成的同轴结构中的位置，从而改变工作腔的大小。因为在装置处于谐振位置时，同轴连接器的电磁能量泄露最多，所以我们以电磁泄露最大的点作为衡量屏蔽效能的指标。一般电磁波会在半个波长的腔体内发生谐振，所以参考本发明的工作频率100MHz到1000MHz，在频率最小100MHz时波长达到最大，为3m，为了测试出在这个频率下的屏蔽效能，我们需要保证工作腔的大小变化至少1.5m。所以在本发明中，我们设置了1.6m的滑块变化量。

为了保证数据的准确性，我们需要保证腔体密闭以防磁场泄露，然而由于滑块的（22）与外管（6）和内管（3）存在滑动关系，三者之间肯定存在间隙，所以我们需要尽可能的抑制电磁场在此处的泄露，所以在此处安装簧片以确保电磁场泄露的尽可能少。

本发明还要解决的一个问题是待测同轴连接器的安装问题，为了保证工作腔的密闭和加工方便，放置待测同轴连接器的腔体管（10）为密闭结构，首尾用螺纹结构密封，管体不存在缝隙。本发明采用先安装组件再进行密封的流程，先将内管（3）推至相对于外管（6）的最右侧，使得部分待测同轴连接器和同轴电缆探出腔体管（10）外，方便安装另一侧的输出组件。当输出组件安装完毕之后，在移动内管（3）保证内锥形适配端盖（18）和腔体管（10）贴合，再用套管2（12）将两者固定密封。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。