1、1射频传输线、连接元件和过渡元件简述第一节 射频传输线2345678910射频同轴连接器的设计1970.12一、同轴传输线的特性阻抗1 同轴传输线的特性阻抗的一般公式射频同轴连接器由一段同轴传输线、连接机构绝缘支架组成。所以，对同轴传输线的特性阻抗有一个比较全面的了解对射频同轴连接器的设计是非常重要的。同轴传输线特性阻抗的一般公式：（1）CjGLRZ0上式中：Zo特性阻抗，欧姆R 每单位长度上导体的内部电阻，欧姆/米G 每单位长度上介质的电导，西门子/米L 每单位长度的电感，享/米C 每单位长度的电容，法/米 =2 ff频率，赫当 R=G=0 时，公式（1）简化为：(2)CLZ0在微波频率，导
2、体的内部电感是很小的，每单位长度上的电感很接近于每单位长度上的外部电感：（3）dDLln21上式中：L 每单位长度的外部电感，享/米 = r o 介质的导磁率, 享/米 r 介质的相对导磁率 o=410 -7真空导磁率，享/米D外导体的内径d内导体的外径单位长度的电容可按下计算：11（4）dDC/ln21上式中：C 每单位长度电容，法/米 1 = r 0介质的介电常数，法/米 r 介质的相对介电常数 0 =1/Co2 o真空介电常数，法/米CO 在真空中的光速CO=（2.9979300.000003）10 8，米/秒将公式（3）和（4）代入（2） ，并只考虑非磁性介质的情况（ r=1.000）
3、,可得到：(5)dDZrln06.95.0请注意,真空光速:001C真空导磁率 o被任意地规定为严格等于 410 -7享/米。根据精确地进行的实验我们知道光速为 299793000300 米/秒，因此， o并不严格等于 1/3610 -9，根据公式计算， o应为 1/35.95033610 -9。公式（5）是同轴传输线特性阻抗的基本公式。计算机械公差对同轴传输线特阻抗的影响是根据以上公式进行的。当同轴传输线中填充有介质时，公式（5）分母中的 r是该介质的相对介电常数。几种经常遇到的绝缘介质的介电常数介绍如下：工业用聚乙烯，常用作电缆线的绝缘介质，在 200C 时， r=2.24；在-40 0C
4、+40 0C 时， r=2.222.26。聚苯乙烯的 r=2.540。聚四氟乙烯的 r=2.02。以上各种塑料绝缘介质，在生产过程中，其相对介电常数 r会有一定的变化，例如，聚四氟乙烯的相对介电常数在最好的情况下可控制在 0.25%的变化范围内。在室温和标准大气压下，干燥空气的相对介电常数 r为 1.0005364。若将空气介质当作真空情况，即取 r=1，则可能造成 0.03%的误差。2 同轴传输线的机械公差对特性阻抗的影响。根据公式（5） ，我们可以很容易地得到直径公差对特性阻抗的影响。（6）)(0dDZK上式中：12rK06.958.D外导体内径的公差d内导体外径的公差直径公差的存在使特性
5、阻抗偏离标准值，因而引起一定的驻波系数：（7）01ZS例如，为了将填充空气的 7mm 同轴线用作阻抗标准，就要求达到 0.2%（S=1.002）或更高的阻抗精度，这就要求外导体的内径公差小于 0.012mm，内导体的外径公差小于 0.005mm。内导体相对于外导体的不同心度也会引起一定的特性阻抗误差。若外径导体间的不同心度为 e，则每单位长度同轴线的电容为：(8)12214cosh2DdeC将 arc cosh 展开成级数就可看出，当不同心度 e 为一小量时，此级数的第一项起主要作用，其他各项可以忽略不计，因此得到：（9）12204ln2dr公式（5）的另一种表达形式为：（10）CZ01将公式
6、（9）代入（10）可得：(11)2041ln2dDeZr一完全同心的同轴线的特性阻抗为公式（5） ：(12)Crl00由于不同心度引起的特性阻抗变化为：（13）200 41ln6dDeZ将自然对数展成级数并略去不重要的项可得：13(14)204dDeZ对于标准特性阻抗为 50 的同轴线，上式可简化如下：(15)2096e例如，在 7mm 50 同轴传输线中，允许由不同心度产生的驻波系数为 S1.001， 则不同心度不应超过 0.1mm。从公式（6）和（14） ，初看起来，由不同心度引起的特性阻抗变化比由直径公差引起的特性阻抗变化小得多。但这并不意味着对不同心度可以忽视，恰巧相反，不同心度除了引
7、起特性阻抗的变化外，还可能由于接头的相互连接部分不在同一直线上，使内导体插座歪斜，而引起很大的反射波，因此，对不同心度应引起足够的重视。由机械加工的不完善，例如导体表面的光洁度，内外导体表面的椭圆度等，引起的同轴线特性阻抗公差是很小的，利用现代的机械加工工艺，能保证导体表面的光洁度和椭圆度在直径公差范围以内，因此，由此引起的特性阻抗变化可忽略不计。一般同轴线的内外导体处在同样的温度下，并用同样的材料制成，则热膨胀的影响将为零，如果内外导体由两种不同材料制成，或内外导体不处在同一温度下，由于膨胀引起的内外导体直径的变化在直径公差范围以内，因而不会引起很大的误差。但有一种情况要提请注意，即当导体内
8、部有很大的温度梯度时，可能引起弯曲或严重破坏，这种情况是必须注意避免的。二、精密同轴传输线的工作频率极限空气填充的精密同轴传输线的工作频率上限由 TE11模的截止频率决定。也就是说，一般的同轴传输线总是工作在 TEM 波，当出现第一阶高次模时，同轴传输线就不能使用了。TE 11模的截止频率的近似式为：GHz （16）rCDdf)/(8.1900空气填充的精密同轴传输线的工作频率下限由导体的有限电导率决定。用作同轴线导体的金属的有限电导率会引起一定的趋肤深度和一定的串联电阻，对于一干燥的空气填充的同轴线，公式（1）可以写成：(17)CjLRZeii0上式中：Ri每单位长度的内部电阻，欧姆/米Li
9、每单位长度的内部电感，享/米在高频段，趋肤深度很小，串联电阻 Ri和串联电感 L i相等，也就是：14Ri+jL i=Ri+jRi=Ri(1+j) (18)公式（17）变成：(19)CjjRLZie)1(0将上式用二项式展开，可发现，只有展开的前二项对结果起重要影响。忽略展开式中的第三项及以后各项可得到：(20)00)1(2 CZjRZi利用 C=1/(COZO)， 并经重新排列后得到：(21)00)(1ji导体每单位平方的电阻为： fRs其中： 导体的导磁率，享/米导体的电阻率，欧姆/米Ri可表示为：(22)fDdi 1公式（20）可写成：(23)1(30210 jdfZ若允许的阻抗误差为
10、A%。则最低使用频率可导出如下：(24)/(00A13210/ jDdfA(25)只考虑公式（25）的绝对值，求介 f 可得：15MHz (26)2291084.1DdAf式中:A-阻抗精度 %-导体的电阻率,欧姆/米D-外导体的内径,毫米d-内导体的外径,毫米因此,对于某一允许的阻抗误差,任一给定的同轴线都有一低频极限,若工作频率低于此极限,则阻抗误差将会超过允许值。三、精密同轴连接器的基本设计原则下面叙述的三条基本设计原则。不仅适用于精密同轴连接器的设计,而且也适用于所有精密同轴标准和元件的设计。1、 设计原则 1在同轴线的每一长度单元上,尽可能地保持一致的特性阻抗。在以往的许多同轴器件设
11、计中,当遇到同轴内导体或外导体的阶梯,导体上的槽或内外导体在连接处出现的间隙时,常采用一段特性阻抗高于或低于标准特性阻抗的同轴线段进行补偿,这样的设计不能用在宽频带精密同轴器件上,同轴线中的槽、阶梯、间隙和内外导体直径的变化都会产生阻抗的不连续性,引起一定的反射波,利用引入某一些反射波来补偿另一此些反射波的方法只能在较狭的频段内达到。目前许多同轴器件的频带越来越宽,低频端可达到直流，高频端可达到第一阶高次模,(TE 11)的截止频率。为了达到这种最佳的宽频带性能,在整个同轴器件的每一横截面上的特性阻抗应尽可能地保持等于标准特性阻抗。2、 设计原则 2对于每一不可避免的阻抗不连续性,采用各自的共
12、平面补偿。阻抗的不连续性不是总能避免的。例如。同轴线的绝缘子是不得不采用的,在放绝缘子处，同轴线的内导体或外导体应要引入一定的阶梯，因而引起一定的阻抗不连续。在这种情况下,为了达到最佳的性能,首先应使未补偿的不连续性达到最小,其次对于剩下的不连续性进行各自的共平面补偿。共平面补偿就是在原来出现不连续的地方引进补偿。这可以得到最佳的宽频带性能,在一般的实践中,对一集中的不连续性用改变一段较长同轴线段的特性阻抗来进行补偿,这样会限制频带宽度,所以是应该避免的。3、 设计原则 3减小机械公差对电性能的影响。在同轴器件中,导体尺寸的公差是不可避免的,但是经常由几个机械公差对一个导体的直径公差(一对接头
13、连接后)取决于三个直径公差:开槽插孔的外径,开槽插孔的内孔直径,以及相连接的内导体插头的外径。所以,这样的连接结构是不太理想的。因而,应该使只有一个机械公差影响一电气上重要的尺寸,并且应使这一尺寸不受磨损,例如在下面例举的精密 14mm 及 7mm 接头中内导体的接触机构采用端面接触,因而内导体的直径只16有取决于一个机械公差,并且电性能和接触磨损无关。四、介质绝缘子的设计在同轴连接器中总要采用绝缘子,以便使内导体得到支撑,绝缘子的结构形状及设计方法是否合理,对同轴连接器的电性能将产生很大的影响,下面我们将重点介绍两种在精密同轴连接器中采用的绝缘子的设计方法,也附带提一下往常采用的高阻抗绝缘子
14、的设计方法。1 刚性绝缘子的设计为了在最大可能的频率范围内达到最佳的性能。绝缘子内部的特性阻抗必须和相邻接的空气介质线的特性阻抗相同(设计原则 1)为了达到这一条件,必须向内切去内导体或向外切去外导体,或两种方法同时采用如图 1 所示。向内切去内导体及向外切去外导体都不可避免地会在绝缘子的表面上引起不连续电容,采用适当的内外切割组合能将这些不连续性减到最小,如图 1所示。图 在 9/16 同轴线中 50 聚四氟乙烯绝缘子表面上的内外导体阶梯不连续性在绝缘子表面上总的不连续的电容为单独的内外导体阶梯不连续电容之和。在图中,绝缘子面上的总的不连续电容曲线表示成在外导体向外切割的函数,(对于 50
15、聚四氟乙烯绝缘子)。当外导体向外切割的深度约为全部外导体切割深度的 20%时,总的不连续电容为最小。在内外导体的阶梯处剩下的不连续电容用从绝缘子表面上挖去一部分绝缘介质的方法达到共平面补偿,(设计原则 2),如图 2 所示。挖去多少绝缘介质才能达到最佳的共平面补偿?进行精确的理论设计计算是比较困难的,我们可以通过实验来找到答案,由于机械加工的公差 是不可避免的,所以绝缘子的外径,内孔直径,厚度和挖去的部分都有一定的公差,但是,当绝缘子的重量保持一定时,绝缘子尺寸的微量变化就不起明显作用,辟如,绝缘子的外径比规定值略大,绝缘子的孔径比规定值略小,将绝缘子压入同轴线的金属部分后,在绝缘子部分的特性
16、阻抗就会小于标准值,这相当于在绝缘子部分增加一电容,为了保证绝缘子的重量保持一定,就必须从绝缘子的表面上多挖去一些介质,造成对阶梯不连续电容的过补偿,这相当于在绝缘子部分增加一电感。容性和感性不连续性就起相互补偿的作用。所以绝缘子的重量对电性能起最重要的影响,而介电常数的微小变化及绝缘子表面上的痕对电性能只起次要的影响,在设计中对绝缘子重量应加以考虑,最好通过实验找出其最佳重量,在生产中应尽可能地使绝缘子重量接近规定值。17在绝缘子与金属表面间的空气间隙会对电性能产生很大的影响,因此在各个方向上,绝缘子与相接的金属零件间采用压配合,以便消除空气间隙。图 2 对内外导体阶梯的共平面补偿绝缘子的长
17、度最好取小于最高工作频率时的四分之一波长,这样可以避免在绝缘子中出现TE11模振荡。根据以上叙述的原理设计的绝缘子在精密 14mm 同轴连接器中已被很满意的采用,其产生的驻波系数在直流到 8.5GHZ的整个频段中小于 1.001。2、半刚性绝缘子的设计半刚性绝缘子从侧面看到的形状如图 5 所示,这种形状的绝缘子也称为星形绝缘子,这种绝缘子是从刚性绝缘子演变而来的,在图 5 中 1为绝缘介质的相对介电常数。 2为空气的相对介电常数,若在其空隙处填充同样的介质,即使 2等于 1,则该绝缘子就变成刚性绝缘子,采用半刚性绝缘子后仍可利用公式(5)计算有绝缘子部分同轴线的特性阻抗,但 r应改变等效相对介
18、电常数 ,为了计算半刚性绝缘子的等效相对介电常数,先考虑扇形绝缘子(图形 3)和环形绝缘子(图 4)等效介电常数的计算公式。图 3 扇形绝缘子 图 4 环形绝缘子18图 5 半刚性绝缘子假定扇形绝缘子由 n 块扇形组成,各块扇形的介电常数分别为 1、 2 n扇形绝缘子的等效介电常数为:(27)nii1360式中:扇形绝缘子的等效相对介电常数 i第一块扇形的相对介电常数 i第一块扇形的角度,度假定环形绝缘子由 n 层环组成,各层环的介电常数分别为 1、 2 n。环形绝缘子的等效介电常数为:(28)niiDd11l/式中：环形绝缘子的等效相对介电常数Dn第 n 层环的外径Di-1第 i 层环的内径
19、Di第 i 层环的外径注意：D0=d内导体的外径图 5 所示的半刚性绝缘子由扇形及环形绝缘子组合而成，其等效介电常数的公式可根据公式（27） 、 （28）推导出来：(29)bDdb/ln1/l119(30)21)/(2/nn上式中：半刚性绝缘子的等效相对介电常数n半刚性绝缘子的介质扇面数，图 5 中 n=4 1绝缘介质的相对介电常数 2空气的相对介电常数介质扇面的角度，弧度注意：若公式（30）中 用度表示，则分母中的 2 应改成 360。半刚性绝缘子的优点是：它的等效介电常数比刚性绝缘子小，因而在放绝缘子处内外导体的阶梯造成的不连续电容较小，这符合三中的设计原则 1。对剩下的不连续电容进行共平
20、面补偿的方法，和刚性绝缘子相同，这里不再重复。可以预料，半刚性绝缘子的电性能比刚性绝缘子好，半刚性绝缘子的缺点是其机械强度比刚性绝缘子差。在同轴连接器中究竟采用哪种形式的绝缘子，应该进行全面考虑。3、 高阻抗绝缘子的设计高阻抗绝缘子及等效电路如图 6 如示，C/2 为在阶梯上的不连续电容。为了补偿此不连续电容，使绝缘子特性阻抗 Z1， 高于相邻的空气介质同轴线的特性阻抗。在等效电路上就相当于加入一串联电感 L。当满足下式时，整个绝缘子匹配状态，没有反射：（31）CL0上式只在绝缘子厚度远小于小于波长时成立。一般取 Z1=1.08Z0， 在 04GH Z的频段上能达到较好的效果，但是这种补偿方式
21、是违反（三）中设计原则 2 的，它不可能达到最宽的频带。图 6 高阻抗绝缘子及其等效电路4、 同轴线内外导体阶梯不连续电容的计算只有内导体阶梯时的不连续电容可根据图 7（a）算出。只有外导体阶梯时的不连续电容可根据图 7（b）算出，当内外导体阶梯同时存在时，可按图 8 计算。20图 7Ad=(b-c)/(b-a)图 7（a） 同轴线不连续电容 I21d=(c-a)/(b-a)图 7（b） 同轴线不连续电容22在图 8 中内外导体之间找一参考面，如虚线所示，此参考面应垂直于所有的电力线方向，包括受不连续电容影响而畸变了的电力线。可想象此参考面为一极薄的理想导体，由于此导体垂直于所有的电力线，所以
22、不会对场结构起任何影响，这样，我们可首先计算出以原外导体为外导体，以参考面为内导体的新同轴线中的不连续电容 Cd1，然后再算出以参考面为外导体，以原内导体为内导体的新同轴线中的不连续电容 Cd2，由内外导体阶梯引起的不连续电容 Cd由 Cd1和 Cd2串联而成。Cd=Cd1.Cd2/(Cd1+Cd2) （32）参考面应取在这样的位置使 Cd为最小。图 8 内外导体阶梯五、内外导体的槽和间隙对电性能的影响同轴线内外导体上的纵向槽会影响同轴线的特性阻抗。在 50 空气介质同轴线中，内外导体上的纵向狭槽引起的特性阻抗误差分别为：Z=+12.5N(w/d) 2,% (33a)Z=+12.5N(W/D)
23、 2,% (33b)上式中：特性阻抗变化的百分数N槽的数目w内导体的槽宽，英寸W外导体的槽宽，英寸d内导体的直径 ，英寸D外导体的内径，英寸根据三设计原则 2，必须对开槽引起的特性阻抗变化进行共平面补偿，为此，需要适当改变开槽部分内导体的直径。计算公式如下：d=+104Nw 2/d (34a)D=104NW 2/D (34b)上式中：d内导体的直径变化，1/1000 英寸D外导体的内径变化，1/1000 英寸其他参数同公式（33）在公式（33） 、 （34）中，开槽另件的壁厚大于导体直径的 10%。23图 9 同轴连接器内导体间隙同轴连接器内导体的间隙如图 9 所示,此间隙会产生一定的驻波系数
24、,如下式所式:，% (35a)ln(064.NWdfgS上式中:S驻波系数。%f频率,GHzg间隙宽度,1/1000 英寸dg在间隙部分的内导体直径,英寸d标准内导体直径,英寸N槽的数目W槽的宽度,英寸在外导体上的间隙引起的驻波系数的相应公式为:，% (35b)ln(064.NWDdfgSg上式中 S、f、g 和 N 的意义同(35a)式一样,Dg间隙部分的外导体直径,英寸D标准外导体的内径,英寸,W外导体接触件上的槽宽,英寸举例如下:在 N 型同轴连接器的内导体相接处有间隙,其有关常数是 d=0.120 英寸,dg=0.065 英寸,N=4。W=0.016 英寸,利用这些常数,公式(35a)
25、可简化为:(36)fgS05.因此当间隙 g 为 0.01 英寸。在 6GHz 产生的驻波系数约为 1.03。请注意,在公式(35)中,驻波系数 S 的表示式取消整数 1。只表示其小数部分。24六、导体镀层的影响导体表面进行电镀是为了减小电阻率及保护导体表面,避免生锈,但是在电镀后往往会产生各种不同的结果。导体的电阻率是很重要的,因为在特性阻抗、波传播速度及损耗公式中都含有电阻率。虽然在高于 500MHZ 时导体电阻对特性阻抗及传播速度的影响是次要的,通常可忽略不计但是精确知道电阻率,特别是它随频率的变化,使我们能够对这些影响进行计算。镀银后能获得的导体电阻率随电镀技术的不同而有很大的变化,如
26、图 10 所示,在带有一般抛光器的电镀银的导体具有和黄铜一量级的电阻率,在不带一般抛光器的电镀槽中镀银的导体具有低得多的电阻率 ,在电镀过程中周期性地改变电流方向(P-R 电镀),在高频端进一步降低电阻率 ,对于这一改进的解释是直流电镀比 P-R 电镀更加多孔。直流电镀的另件经冷压使镀层紧密后,高频电阻率并不显著增加,在 P-R 电镀中不需要进行冷压,抛光黄铜和 Consil(Ag-Mg-Ni 合金),内导体测量到的电阻率与频率无关,这与理论是符合的,根据以上论述可得出以下结论:(1) 附加在镀银槽上的一般抛光器会大大地增加电阻率,使导体电阻率实际上比黄铜还差。(2) 直流电镀的零件在高频器端
27、会增加电阻率。(3) 周期性改变电流方向的电镀过程产生的高频电阻率等于纯银的电阻率。(4) 如果电镀后的导体经过冷压,直流和 P-R 电镀产生同样的结果,(注意,带有抛光器的电镀槽镀出的零件,经冷压后不能减低高频电阻率,显然镀层不能被压紧。)。导体经镀银后,最好再镀上一层很薄的金,以便保护银层,使长期使用后表面不会变黑。金的镀层取 I 厚就够了。(现在这种镀法已不提倡了-编者)因镀层的厚度和同轴线内外导体的直径公差在同一量级,也可能镀层厚度大大超过直径公差,所以在设计中必须计及镀层厚度,因电镀层厚度较难控制精确,可能使同轴线特性阻抗精度受影响。并且镀层受磨损,故在某些同轴连接器中采用不锈钢作导
28、体,不必再电镀,这样不仅使导体公差易于控制精确,且使耐磨性增加。25图 10 所测得的导体电阻率与频率关系曲线26射频连接器集中设计参考资料1972 年一、 同轴线的基本公式：一般地说，同轴连接器（亦称插头座）是指在同轴系统中，用于系统与系统，元（部）件与元（部）件，电缆与电缆，之间的连接之元件。它主要起机械连接作用，在电气上无特殊用途。当然，它的电性能的好坏对整个系统将有严重的影响，不可轻视。因此基本上可以把连接器分成三大类。一类是连接电缆的电缆插头，另一类是连接硬同轴线的各种型式的硬线插头，还有一类是用于连接同阻抗不同线径的连接器之转接器。但它们都是一段具有连接机构及其它装置的同轴线。所以
29、，设计同轴连接器的基本依据是同轴传输线的理论。为了便于工程设计时查阅，将同轴线的基本公式列下：1、 特性阻抗：近似公式： （1）dDln60Z精确公式： （2）dln.659.80式中，Z 0理想*同轴线的特性阻抗，单位 D外导体内径d内导体外径介质相对介电常数根据上无 26 厂介绍，几种常用材料的相对介电常数为：工业聚乙烯：20时，=2.24；-40+40时，=2.222.26聚苯乙烯：=2.54聚四氟乙烯：=2.02 (=2.05)实际上，在生产过程中，相对介电常数每批不一，会有一定的变化，使用时，必须注意。*所谓“理想”是“一切理想” ，即是，导体是绝对导体（）介质是绝对不导体（0） ，
30、同时线是绝对均匀，等等。2、 同轴线的电感、电容、电阻、电导： H/mdDlnL1F/mlC/m （3）1fdD2R27/mdDln2G1 1= 0 0=410 -7 H/m 1= 0 F/m9136式中，L、C、R 和 G 分别表示单位长度上的电感、电容、电阻和电导。相对导磁率 相对介电常数导体导电率 1介质导电率 f频率3、 衰减公式： Z2RB0S介导奈/mdDln1fd1D2导奈/m （4）1B介1 奈=8.57 分贝 式中：R S 表示导体集肤表面电阻4、 击穿功率公式：（5）22maxdD10lnEP式中，P击穿功率 单位：瓦Emax最大冲穿电强度（空气一般为 ）m/10365、
31、相位，相位常数： g2LCw（6）l2l0式中， g、 、 0 表示同轴线中和真空中的波长。28l线的长度6、 输入阻抗公式： （7）0H00H1 ZsinjcosZll式中，Z H负载阻抗 ， l以终端起标的长度7、 反射系数： （8）lj2-0He（9）1VSWR式中，V SWR 表示电压驻波比，standing-wave.ratio是反射系数 的幅值。8、 工作频率极限： 工作频率上限由 TE11 模的截止频率决定。 TE11 模的截止频率可近似地表示为：（10）dD190.8fco由于导体有限电导率会引起一定的趋表深度和一定的串联电阻，这决定了精密同轴传输线的工作频率下限。这个下限可近
32、似地由下式决定：MHZ （11）229d1A01.84f式中，A允许的阻抗误差 %导体的电阻率 /m9、 机械公差对特性阻抗的影响：对（1）式微分，可得机械公差引起特性阻抗的变化量： （12）dDZ60/0对于 50 的空气线，上式变为：（13）3.2.1/0对于 75 的空气线，（14）Dd49.8./0Z29式中，D外导体直径公差d内导体直径公差由此引起的驻波比为：（15）0SWR1VZ10、 不同心度引起特性阻抗的偏差：（16）20dDe4对于 50 的同轴线（17）2096Z11、 有限电导率引起特性阻抗偏差：（18）00Zj1dDf312、 导体槽对特性阻抗的影响：在 50 的空气介
33、质中，导体上槽所引起的特性阻抗偏差为下式决定：（19）%DW12.5NZd.2w式中，Z特性阻抗变化的百分数N槽的数目w内导体上的槽宽W外导体上的槽宽为补偿这个变化，开槽处内外导体直径也应相应变化计算公式为： （20）DN041d2Ww（其实，在实际设计中，极少应用此式）13、 导体间隙对特性阻抗的影响：由导体间隙引起的驻波比由下式决定： %WNDln0.64fgSwdl.211（21）式中，S 是以%为单位的驻波比（即 S=VSWR-1）30f频率 GHZg间隙宽度 密耳（ 吋）10dg间隙处内导体直径 吋 Dg间隙处外导体直径 吋其它符号的意义与以前相同。等效介质介电常数的计算：在实际应用
34、中，常遇到在同一模截面上有几种不同介质的情况，典型结构有环形和扇形两种：环形绝缘子的等效介电常数由下式决定： （22）n1i1-iiDld式中， i第 i 层环的介电常数Di第 i 层环的外径Di-1第 i 层环的内径Dn实为外导体内径 DD0=d扇形绝缘子等效介电常数为下式所决定： （23a）n1iii36Q式中， i第 i 块扇形的相对介电常数Qi第 i 块扇形所占据的角度二、 阶梯同轴线：在实际应用中，理想的均匀的同轴线是没有的。由于各种需要和困难，经常要变化同轴线截面尺寸。在这种情况下，前面所述关于特性阻抗的公式就不适用了。因此，必须根据变化后的情况，找出规律性的东西。（一） 阶梯同轴线的等效电路在同轴连接器设计中，最常遇到的阶梯同轴线主要有三种：
