Miksi Vector Network Analyzer (VNA) -kokeet ovat usein kalliita

 

Vektoriverkkoanalysaattorin (VNA) testikaapeleiden korkeat kustannukset johtuvat niiden tiukasta suorituskykyvaatimuksesta, erikoistuneista materiaaleista, tarkkuuden valmistusprosesseista ja tiukasta laadunvalvonnasta muun muassa . tässä on yksityiskohtainen analyysi tärkeimmistä tekijöistä, jotka johtavat korkeita kustannuksiaan:

1. Erittäin korkean suorituskyvyn hakemistovaatimukset

VNA-testikaapelit toimivat korkeataajuusalueilla (tyypillisesti MHZ: stä satoihin GHz: iin) ja niiden on säilytettävä erittäin korkea signaalin eheys varmistaaksesi parametrien, kuten S-parametrien, tarkan mittaamisen, lisäysmenetyksen, paluumenetyksen ja vaihekaasteen .

Tärkeimpiä suorituskykyvaatimuksia ovat:

Alhainen lisäyshäviö: Korkeataajuisilla kaistoilla (E . g .,> 18 GHz), jopa vähäiset resistiiviset tai dielektriset häviöt voivat häiritä mittaustuloksia . kaapelien on käytettävä alhaisen resistenssin kapellimestareita ja alhaisen menettäjien dielektiota, jotta .}}}}}}}}}}}}}}

Korkean paluun menetys (impedanssin sovittaminen): VNA -mittaukset ovat erittäin herkkiä signaalin heijastuksille . kaapelien on ylläpidettävä tarkkaa ominaisten impedanssia (yleensä 50Ω) minimaalisella variaatiolla koko pituuden ja taajuusalueen . mikä tahansa impedanssin epäsuhta esittelee virheitä, joten johtimien ja 4}}.... {4} {4

Vaiheen vakaus: Kaapelin liikkeen (kuten taivutus) tai lämpötilan muutosten aiheuttamat vaihesiirrot on oltava vähäisiä . Tämä vaatii erityisiä malleja (kuten kierteisesti haavoittuneita sisäjohtimia) vaiheen vakauttamiseksi, lisäämällä siten monimutkaisuutta .

Sähkömagneettiset häiriöt (EMI)/radiotaajuushäiriöt (RFI): Ulkoisten häiriöiden ja signaalivuotojen estämiseksi kaapelit käyttävät monikerroksisia suojauksia (kuten kuparin punos + alumiinifolio + johtava polymeeri), mikä lisää materiaali- ja työvoimakustannuksia .

 

2. Erikoistuneet materiaalit

VNA-kaapeleissa käytetyt materiaalit on valittava huolellisesti vastaamaan korkeataajuisia suorituskyky- ja vakausvaatimuksia:

Kapellimestarit: High-Selvight-happivapaa kuparia tai hopeapinnoitettua/kullattua kuparia käytetään vähentämään ihon vaikutuksen häviöitä korkeilla taajuuksilla . kultapinnoitusta (kallista, mutta erittäin korroosioresistenttejä) käytetään usein liittimiin ja sisäjohtimiin .}}}}}}

Dielektrit: Vaaditaan matala tappio, erittäin stabiilit dielektriset, kuten laajennettu PTFE . Näillä materiaaleilla on matala ja vakaa dielektrinen vakio (εr), jotka voivat ylläpitää impedanssin stabiilisuutta lämpötilan ja taajuuden muutoksilla, mutta ne ovat kalliita ja vaikeasti käsitellä.}}}}}}}

Vaippa: Kestävä, mutta joustavat materiaalit (kuten fluoropolymeerit, polyuretaani tai nylon -punot) käytetään kestämään mekaanista rasitusta (taivutus, kulutus) ja äärimmäiset lämpötilat ({-55 aste +150 aste) . Nämä materiaalit ovat paljon kalliimpia kuin tavalliset pvc .}}}}}}}}}

 

3. Tarkkuusvalmistus ja prosessisuunnittelu

VNA-kaapeleiden suunnittelu ja tuotanto vaativat mikrometrin tason tarkkuutta:

Ulottuvuustoleranssit: Sisäjohtimien, dielektristen ja ulkoisten suojelujen geometrioiden on oltava tasaisia, jotta vältetään impedanssimuutokset . Esimerkiksi sisä- ja ulko- ja ulkoreunien (epäkeskeisyyden heijastumien estämiseksi) samankeskeisyyttä) on ohjattava mikrometri -alueella .}}}}}

Monimutkaiset rakenteet: Monet korkeataajuiset kaapelit omaksuvat edistyneitä malleja, kuten 塑形 vaiheen stabiilisuuden ja matalan tiheyden PTFE: n rakenteet painon ja menetyksen vähentämiseksi .

Tarkkaan käsikirjan kokoonpano: Erittäin korkean taajuuden kaapelien (kuten liittimet) kriittiset komponentit voivat vaatia manuaalista kokoonpanoa ja virheenkorjausta eritelmien täyttämiseksi, mikä lisää työvoimakustannuksia .

 

4. korkean suorituskyvyn liittimet

Liittimet ovat kriittinen osa VNA -kaapeleita, ja huonosti suorittavat liittimet voivat olla tärkein mittausvirheiden lähde . Ne vaativat:

Tarkkuuskone: Liittimet (kuten SMA, 3 . 5 mm, 2,4 mm, 1,85 mm) koneistetaan korkealaatuisesta messinki- tai beryllium-kuparista (jolla on jousen kaltaiset ominaisuudet) toleransseilla, jotka on ohjattu ± 0,0001 tuuman sisällä.

Pinnoitushoito: Kulta- tai rodiumpinnoitus (5–50 mikroinches paksua) varmistaa pienen kosketuskestävyyden, korroosionkestävyyden ja toistettavan pariutumisen suorituskyvyn (Kalibroinnin ratkaiseva) .

Testi ja todentaminen: Jokainen liitin on testattava jännitteen seisova aalto -suhde (VSWR), lisäyshäviö ja mekaaninen kestävyys (tuhannet insertio-/uuttosyklit), mikä lisää tuotantoaikaa .

 

5. Ympäristön kestävyys

VNA -kaapelien on kestettävä ankarat olosuhteet laboratorio-, tehdas- tai kenttätestauksissa:

Joustavuus ja kestävyys: Niiden on kestettävä toistuva taivutus, kiertäminen ja hankaaminen ilman hajoamista suorituskyvyssä . Tämä vaatii parannettuja sisäisiä tukisuunnitteluja ja kestävää vaippa .

Lämpötila ja säänkestävyys: Materiaalien on pysyttävä vakaina laajalla lämpötila -alueella, kosteassa ympäristössä ja altistumisessa kemikaaleille (kuten öljyt ja liuottimet) ., joten käytetään kalliita tekniikan muoveja ja elastomeereja