式(8)、(9)、(10)、中:为同轴线传输的最高频率;为同轴线最大传输功率;Vm为同轴线行波峰值电压;c为光速3×108米/秒,;Z0为特性阻抗;Ebr为介质击穿场强。
由式(7),当特性阻抗Z0一定时, b/a是定值,由式(8),a、b增加时,截止频率降低,由(9)、(10),a、b增加,最大传输功率也增加。由于射频同轴继电器随着工作频率的下降,其传输功率上升,所以,其截止频率不宜设计过高,而应略高于其最高工作频率,这是保证产品较大功率的重要方法,即在满足产品最高工作频率时,为提高功率,应尽量加大b和a的尺寸。
在初步确定相关尺寸后,进行建模,见图8,采用HFSS软件对射频传输线进行电场仿真验证,射频输入端口输入350W@8GHz功率信号,电场分布图见图9。
该产品中间簧片与接地板最小距离为1.5mm,空气击穿场强约为4.5×106V/m,通过仿真得到的射频传输线最大场强为4.6672×105V/m,完全满足设计要求,并且产品已经多次通过了耐功率试验验证。
三、结论
根据机载产品的特殊要求,通过封闭式结构及上下放置结构设计、提高了产品耐环境适应性及抗电磁干扰性能。TTL自关断电路设计、自保持结构设计降低产品驱动电流及功耗,“平衡旋转式”电磁系统设计,提高了抗冲击、振动性能,采用射频大功率设计技术提高了产品射频功率传输能力。目前该产品通过鉴定试验,性能指标完全达到了机载要求,性能稳定并得到了广泛应用。