[发明专利]一种连接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法

权利要求书

1.一种连接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法，其特征在于：

定量地给出不同程度退化的连接器插孔衡量方法，基于插孔疲劳引起的接触压力减小对接触面积和接触电阻的影响，建立有限元分析模型，提出了基于电流截顶失真的非线性传递函数，并得到插孔应力疲劳引起的无源互调预测模型，具体实施步骤如下：

第一步，以N型连接器为例，设计直径不同、材质相同的圆柱棒，插入连接器插孔中，通过一段时间的连接，不同直径的木棒将插孔挤压到不同的形变，利用插拔力测量仪对不同退化样本进行插拔力测试，进而得到接触压力，再利用微欧微伏表对退化样本的接触电阻进行测量，通过接触压力和接触电阻两个指标，确定连接器插孔退化程度；

第二步，根据弹性赫兹理论，结合连接器的插孔接触结构，建立压力与接触面积的关系，根据传输电流与接触电阻的乘积关系，得到接触结的电压降模型；

第三步，将压力与接触面积模型，以及压力与电压降模型在有限元模型中进行设定，通过压力的参数扫描仿真，得到不同压力下的接触表面电流密度模型；

第四步，建立基于接触点功率截顶失真的非线性传递函数，将电流密度和最大电流进行数学建模，进而得出互调产物功率模型随着接触压力变化的预测模型。

2.根据权利要求1所述的接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法，其特征在于，第一步中要通过加速试验，确定不同退化程度的连接器样本，并进行接触压力和接触电阻测试。

3.根据权利要求1所述的接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法，其特征在于，第二步中基于弹性赫兹理论，建立接触压力对接触面积的影响：

其中P代表接触压力，v₁、v₂代表接触的两种材料的泊松比，E₁、E₂是接触材料的杨氏模量，L代表插针和插孔的纵向接触深度，R₁和R₂分别代表插孔的内径和插针的外径；

对连接结的电压降模型建模，主要通过对同轴线的内导体电流建模，以及与接触电阻的压力模型想结合；内导体上电流可以表示为：

其中μ是材料磁导率，ε是绝缘层介电常数，a、b分别是插孔和插针的内径和外径，因此，电压降的模型可以表示为：

V_drop＝I₀·R(P) 。

4.根据权利要求1所述的接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法，其特征在于，第三步引入第二步中建立的模型到有限元分析软件中，建立连接器内导体接触部分的横截面模型，仿真不同压力下的接触表面上的电流密度分布，通过付仿真数据的拟合，得到电流密度的压力模型：J_contact ＝ 6.007 × 10⁸ · P^-0.9797 。

5.根据权利要求1所述的接器插孔应力疲劳下的无源互调预测方法，其特征在于，第四步中利用接触点的功率截顶失真模型，得到最大电流和电流密度的关系：

其中，k₁和k₂可以根据部分实验数据算出，三阶互调产物的电流可以表达为：

因此，三阶互调产物功率预测模型为：

P_IM3＝10·log₁₀(|I₀·i_IM3|²·Z·1000)(dBm) 。