论射频连接器耐射频高电位电压测试

(西安精为电子技术有限公司，陕西西安，710065)

1 射频连接器抗电强度指标重要性

射频电子连接器在现代雷达、在“电子干扰机”等军事装备中，用量非常大。如相控阵雷达，在其天线上，就同一种型号的连接器产品就要用上千只之多。所以。射频连接器是一种用量很大的重要的军工基础产品。这些射频电子连接器产品防止强电干扰而不被强电击穿的能力就显得非常重要,有着重要的军事意义。用雷达来说，在其天线系统上的几千只连接器，只要有一只因外部的强雷电干扰被击穿，则会造成整机工作失灵，贻误战机。可造成重大的损失。连接器防止强电干扰而不被击穿的能力指标就是“抗电强度”。连接器抗电强度指标是非常重要的。连接器的抗电强度好，则其抗强电干扰的可靠性就越高。对于射频连接器抗强电干扰击穿这一性能指标的考核试验就是我们通常所说的“耐射频高电位电压试验”项目。

2 有关标准简介

射频连接器的抗电强度指标是用“耐射频高电位电压”项目来检测的。而在“美军标”中对“耐射频高电位电压试验项目”的技术规定作了明确、完整的论述。

关于“耐射频高电位电压”试验项目，在美军标 MIL-C-39012B(2)中有着完整的测试方法和手段的论述及明确的技术规定(其他MIL-A-55339(4)、MIL-C- 83517等版本同MIL-C-39012B(2)版本讲述完全一样)。在实际中，就是按照这些规定通过试验来确定连接器抗电强度是否合格。在这些美军标准中是这样讲的,即将一个正弦信号加在“受试连接器”内导体和外壳之间，在加电一分钟时间内受试连接器不被击穿为合格。击穿为不合格。这个正弦信号的频率在5—7.5MHz范围内的任意一点。正弦信号的幅度有效值为电压，就是“试验电压”，各种不同规格的射频连接器施加的试验电压各不相同。这个试验电压在美军标 MIL-C-39012B(2)版本的“活页规范”中已分别对每一种规格的连接器均作了了具体规定。如N型连接器为1500V，TNC型连接器为1000V等。综观所有射频连接器的试验电压均在范围为:

200-1500V内。美军标还规定，受试连接器击穿时实验设备内必须有自我保护功能。

从上面标准内容介绍看，只要能作出一个符合美军标规定的交流正弦高频、高压输出的信号源设备，即制作出“耐射频高电位电压测试仪”，这个项目就迎刃而解了。但这个设备制作难度很大，它不但是高压，而且是高频性质的。

我国在上世纪八十年代，依据美军标MIL-C-39012B(2)版本，按照等同采用的方针譯、编了我们自己的国家标准GB12272-90和国家军用标准GJB681。这些标准已在国内颁布执行。这样，我们的标准和美军标是相同的，即技术内容完全相同。

3 提高项目测试设备输出电压

多年来耐射频高电位电压的测试实践发现我们的现行标 准“详细规范”(同美国的“活页规范”)中规定的“试验 电压”太低，必须提高。为此，必须创新性的改进提高 项目测试设备“耐射频高电位电压测试仪”的输出电压。

自从上世纪八十年代将美军标等同采用引入我国，“耐射频高电位电压”测试项目在我国开始执行了。几十年来，该项目在实际贯彻中问题多多，此处不再累述。近几年来，通过开发“耐射频高电位电压测试仪”及对该项目的实际调研，获得下面几点信息值得我们认真思考分析：

①某单位“质检中心”采用现行“标准”技术规定制作的“耐射频高电位电压测试仪”，並按现行“标准”规定的“试验电压”执行。至今已三十多年来，一直未检测出不合格的连接其产品即没有发现被击穿的连接器产品；

②我本人在这几年开发“耐射频高电位电压测试仪”的实践中，这实际上开发该项目测试设备的过程也就是进行“耐射频高电位电压试验”的过程。在此过程中，我曾设计制作过几批，每批几十只“模拟连接器”(该模拟连接器使用在耐射频高电位电压测试仪中的一种连接器，该连接器在电性能上同其它连接器)。当给“模拟连接器”上加高频、高压试验信号时，当电压从低到高逐渐升高时，电压在交流有效值1500V以下时,未发生过击穿现象。当电压在交流有效值上升到1730V(此时频率是5MHz，在整个试验过程中，频率始终满足“标准”的规定，即频率一直在5- 7.5MHz范围内)时,受试的模拟连接器全部被击穿；

③将这些被击穿的不合格的模拟连接器进行返修(主要是更换绝缘子，或其它对内导体、外壳改进措施)。对返修合格后的模拟连接器，再次加高频、高压试验时，即便加高压到在交流有效值4000V(在试验过程中，频率始终满足“标准”的规定，即频率一直在5- 7.5MHz范围内或5MHz)也不会被击穿。由以上这三点信息可以看出：

①按现行国内“标准”(这实际上是美国上世纪70年代的标准版本)来执行是不符合我国国情的。美军标活页规范规定的各种规格型号连接器的“试验电压”比较低！它仅适合美国上世纪70年代美国国内的情况。这个标准不适我国的情况。我国执行这样的标准，连接器的安全隐患(即抗电强度差的连接器产品)是不会被发现的。因为我国的“详细规范”就是依据美军标“活页规范”编制的，所以， 这说明我们现行标准采用的“试验电压”太低，继续按现行标准的“试验电压”执行已无意义。必须提高!

②保持施加试验信号的频率符合标准的规定，即试验信号的频率在5-7.5MHz范围内的任意一点。在试验信号高电压下进行试验，可以检测到不合格品，即检测到被击穿的“受试连接器”。这就是说，在高压下试验，即抗电强度差的有安全隐患的连接器产品容易被击穿。这些不合格产品是很容易被发现的。

③保持施加试验信号的频率在5-7.5MHz范围内的任意一点。在试验信号高电压下进行试验，发现有不合格被击穿的连接器产品出现后，对这些被击穿的不合格的连接器进行返修(主要是更换绝缘子，或其它对内导体、外壳改进措施)。对修合格的连接器再次加高压试验，试验电压加到有效值4000V都不会被击穿。这说明对不合格品经过这一附助返修处理过程，使得连接器产品的“抗电强度”性能指标得到大幅度提升。这就是说，我们通过试验发现连接器产品的质量问题，又通过附助返修处理过程解决了质量问题，使得“抗电强度”性能指标得以提高。

为了提高我国现行标准的“试验电压”,为了该项目能在保持施加试验信号的频率符合标准的规定，即试验信号的频率在5-7.5MHz范围内的任意一点的情况下，在试验信号高电压下进行试验，为了能对高电压下试验发现的不合格被击穿的连接器产品进行附助返修处理过程。为了这个“耐射频高电位电压测量项目”在我国更好的开展下去。在这里，关键就是要创新性的大幅度提高项目测试设备“耐射频高电位电压测试仪”的输出电压。现在，我通过创新成功的开发出了最新的仪器—SNY-2耐射频高电位电压测试仪。该新仪器保留了原仪器各项性能指标特点(5-7.5MHz范围内的任意一点频率,交流有效值电压在200-1500V以内仍可继续测试)，输出的交流试验信号的交流电压有效值通常可达2500V以上最高可达到3000V。实现了在高频(5—7.5MHz范围内的任意一点频率)高压(交流有效值在1500V以上)下进行“耐射频高电位电压测量项目”试验。

4 使用中的几点建议

通过对项目测量仪器“耐射频高电位电压测量仪”技术创新，大幅度的提高了仪器的输出电压幅度，在中国计量院进行计量检定测试成功。SNY-2耐射频高电位电压测量仪在中国计量院进行计量检定资料、技术指标及对该仪器使用的几条建议。

1)中国计量院计量检定资料(计量法规定，只有通过计量的仪器才可使用，是技术成果)

客户名称：西安精为电子技术有限公司；样品名称：耐射频高电位电压测试仪

型号：SNY-2；编号: 2017002；生产厂商：西安精为电子技术有限公司；

测试日期：2017.6.29；报告编号:XDdj2017-2394(中国计量院是我国最高计量机构)

检定数据表

2、SNY-2耐射频高电位电压测试仪及技术指标特点

(1)仪器输出为强高频正弦交流信号，其输出频率为：5-7.5MHz ；

(2)仪器输出信号电压幅度的有效值范围：通常为200-2500V以上，最高电压有效值可达3000V。输出的电信号电压可在此范围内连续从低到高升压，或者连续从高到低降压。可在该范围内任一电压值上进行设定和试验；

(3)在标准中规定了试验时间为一分钟，给受试连接器加电一分钟内，受试连接器不得击穿，若击穿即为受试连接器不合格。仪器中装有“一分钟计时器”。便于试验计时：

(4)仪器有击穿保护功能；

(5)仪器有射频信号电压有效值输出电压指示器。在试验进行中，若受试连接器被击穿，则指针发生变化；

(6)仪器有射频电流数字显示功能(单位为毫安)

①在校准档位，显示器显示仪器内部“模拟连接器”流过的电流；

②在测量档位，则显示受试连接器中流过的电流。不接受试连接器时，则显示两测试夹头之间分布电容的电流值；

(7)仪器配置有高频高压1000:1的高压检测探头。和仪器一起提供给给用户，另外在提供给一台“标准示波器”。由仪器、高频高压探头、标准示波器连接起来组成系统进行测试。这个测试系统称作“SNY-2射频连接器耐射频高电位电压测试系统”。用这个系统进行测试，可以实时观察到试验中的波形，而且可以进行试验电压读数(同仪器性能指标(5)的高频电压指示器)。便于试验，便于计量。仪器的其它性能指标详见出厂仪器的随机“说明书”。

3、为了能更好的使用“SNY-2射频连接器耐射频高电位电压测试测试系统”，我向广大用户提两条建议。使用“SNY-2射频连接器耐射频高电位电压测试系统”，使该耐射频高电位电压测试项目能很方便在更高的电压下进行试验。 建议(1)：射频连接器生产厂家对自己的连接器产品进行“耐射频高电位电压试验”，可将SNY-2耐射频高电位电压测试仪打到“测量”档位，在不通电将某规格受试连接器 产品夹接在两测试夹头之间。然后，打开仪器，此时，就有高频高压试验信号加在受试连接器上。将加在受试连接器上的高频高压试验信号电压从低到高调整升压，直至该受试连接器被击穿，记下此时的电压有效值，生产厂家就以此电压值再加几十伏-100V的附 加电压作为这个受试规格连接器产品的“试验电压”，对自己该型连接器产品进行耐射频高电位电压试验。在此实验过程中肯定有不少“不合格产品”，可对这些“不合格产品”进行返修(主要是更换绝缘子或对自己产品的内、外导体的缺陷进行修理等等)，使自己的该型连接器产品在这个“试验电压”下通过试验。将这个合格的连 接器产品注明耐射频高电位电压项目试验的“试验电压”，然后提供给整机厂家。国家标准部门可根据SNY-2耐射频频高电位电压测试仪各使用单位提供的某型产品“试验电压”，可采用统计平均值的方法来确定该型连接器的“试验电压”。对现行“详细规范”该型连接器产品的“试验电压”进行修订，经国家批准后，重新颁布执行！建议(2)：由于SNY-2耐射频高电位电压测试仪的输出试验信号电压高，带负载能力强。所以，用该仪器可对“电缆组件”(注：两端为连接器、中间为射频电缆制作的连接电缆称作为电缆组件)进行耐射频高电位电压试验。这种试验进行的少，希望不断总 结经验摸索进行。可以肯定。随着SNY-2耐射频高电位电压测试仪的推广应用,将使射频连接器、电缆组件产品的抗电强度会得到大幅度的提高。因为这些产品在整机中(如雷达)用量非常大，所以有着重要的军事意义。

耐射频高电位电压测试项目中国、美国对比表

由于对项目测试设备“耐射频高电位电压测试仪”进行了技术创新，大幅度提高了输出电压使得 “耐射频高电位电压测试项目”成为我国具有自主知识产权的特有项目，具有重要的军事意义。

关于射频连接器“耐射频高电位电压”测试项目，经查世界各国的射频连接器标准，在上世纪八十年代初期，当时只有“美军标”的多个版本中，有着“耐射频高电位电压”测试项目内容，而且，各版本中技术内容的表述完全一样。就连电原理图也是完全相同的。从上世纪八十年代起，我国采用“等同采用”的方针，以美军标MIL-C-39012B版本为依据，譯编了我国的国家标准和国家军用标准，国家标准GB12272-90和国家军用标准GJB681均是那时譯编的,并由国家批准颁布执行。当时世界上只有中、美两个国家开展了射频连接器“耐射频高电位电压”项目。从标准中该项目内容看,如上所述就是将“耐射频高电位电压”信号加在“受试连接器”的内导体和外壳之间，加电一分钟内受试连接器不得击穿，则为合格。若击穿，则为该受试连接器不合格。要开展这个项目，关键是开发出能输出“高耐射频高电位电压”信号的测试仪器。中、美两国关于这个项目的标准内容完全一样。后来，将美军标MIL-C-39012B的 “活页规范”中的对各种不同规格受试射频连接器施加的“射频高电位电压”的具体频率、电压的有效值规定也等同编译成我国的射频同轴连接器的“详细规范”。也已于上世纪八十年代同GB12272-90及GJB681等标准一起颁布执行了。美国作这个项目，没有制作项目仪器,他们按标准中电原理图将电子器件连接起来直接进行试验。我国从引进“标准”开始，就研制开发项目测试仪器-“耐射频高电位电压测试仪”。因为有了仪器,该项目就能轻松、顺利的进行。即作这个项目就有了测试的方法和手段，也就具有测试的能力。从上世纪八十年代起，从引进标准开始，我们就研制了该项目仪器，从无到有的开发出了耐射频高电位电压测试仪，最近几年，又开发了SNY-2耐射频高电位电压测试仪。这几十年来研究开发测试设备的过程，就是一个不断的进行技术创新的过程。在美军标的“活页规范”中对各种不同规格的射频连接器耐射频高电位电压项目的“试验电压”、频率均作了具体的规定。纵观这些技术规定规定，试验信号的频率规定为：5-7.5MHz范围内任意一点的频率。而试验电压则各不相同。有的试验电压规定为几百伏有效值，有的连接器试验电压规定为1000V有效值(如TNC射频连接器)，最高试验电压为1500V有效值(如N型射频连接器)。现在，我开发的SNY-2耐射频高电位电压测试仪“颠覆”了美军标施加最高试验电压1500V有效值的规定。SNY--2耐射频高电位电压测试仪仪器通常输出电压可达2500V有效值。最高输出电压也可达3000V有效值。这个仪器的研制成功说明了我们具有在更高的耐射频高电位电压下进行“耐射频高电位电压”项目测试的能力。解决了在更高电压下测试的方法、手段。在开发耐射频高电位电压测试仪的过程中，攻艰克难，解决了多项技术难题。申报了专利两项，一项专利已授权，专利号是：201520535907.8。另一项是“发明专利”，“发明专利”的专利号是：201610321696.7。由于已申报专利，使得我国的这一测试项目成为具有独立自主的知识产权的特有项目。虽说测试方法无变化，但施加的试验电压大不一样了。测试项目发生质的变化。

由于SNY-2耐射频高电位电压测试仪的研制成功，使得我国的射频连接器“耐射频高电位电压项目”上了一个大台阶，在高电压下通过“耐射频高电位电压试验”的射频连接器的抗电强度将大幅度的得到提高。所以，SNY-2耐射频高电位电压测试仪的推广应用，有着非常重要的军事意义！我们这一技术项目是我国国防工业中一项很重要的基础技术项目。是建设现代化的国防所必须的一项基础技术工作。是我国新时期建设社会主义强国所必须的。所以，必须尽快加以推广应用，使该仪器能很好的服务于国防工业！

SNY-2射频连接器耐射频高电位电压测试仪系统工作照