通信射頻連接器—射頻連接器主要性能
- 射頻同軸連接器起源
射頻和微波同軸連接器的發明要追溯到第二次世界大戰期間的20世紀40年代，隨著雷達和各種無線電通信設備的誕生，最早出現了N型和BNC等連接器。它是射頻信號傳輸的重要部件，目前在通信、廣播、商業、軍事都有廣泛的應用。
射頻同軸連接器有著規范的行業標準，在界面尺寸上有各自的規范，囊括了多種類型，需要在不同的場合使用合適的連接器。
- 連接器基本結構
常用的連接器有著不同的類型，按照物理結構來區分，可以分為有極性，無極性，反極性。我們比較常見的SMA連接器，就屬于有極性這一類；如果按照連接方式來區分，SMA連接器就屬于螺紋式的。表1和圖1就列舉了一些常見連接器的分類。
表1. 常用連接器結構分類
圖1(a)螺紋連接 圖1(b)
卡口連接 圖1(c)
摁扣連接
圖1(d)快鎖連接 圖1(e)
盲插連接
射頻連接器的主要
- 參數
- 工作頻率范圍：射頻同軸連接器的下限截止頻率是零，上限工作頻率一般為截止頻率的95%。工作頻率取決于連接器的結構。任何連接器的頻率范圍都受限于同軸結構中出現的第一個圓波導模，減小電纜的尺寸可以提高連接器的截止頻率，用介質填充則會降低使用頻率和增加損耗。所以，一般來說，外導體的尺寸越小，連接器工作頻率越高；填充介質的介電常數越低，工作頻率越高，插損也越低。
- 特性阻抗：常見的連接器特性阻抗為50Ω與75Ω。
- VSWR(駐波比)：VSWR是連接器最重要的指標之一。
- 接觸電阻：接觸電阻是指其接觸點的電阻，分別指內導體和外導體的接觸電阻，通常為mΩ級，同時外導體的接觸電阻要小于內導體。
- 絕緣電阻：絕緣電阻是指絕緣材料的電阻，該指標不好時會產生漏電流。
- 常用連接器
- N型連接器
圖2 N型連接器
- 最高頻率：普通型11GHz/精密型18GHz
- 介質：PTFE
簡介：起源于1942年，由其發明者Paul Neill的名字命名。起初的工作頻率為4GHz,到了60年代后改良為11GHz，精密型可工作到18GHz，是應用最為廣泛的連接器之一。有50Ω和75Ω兩種規格，不可互連。外導體內徑為7mm。
- N型類似于中國標準的L16，但是二者不能兼容，需要專用的N-L16轉接器。
- BNC型連接器
圖3 BNC型連接器
- 最高頻率：普通型4GHz/精密型8GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：起源于20世紀50年代，成為插入式（卡式）的N型連接器。常用于低頻電路中，外導體內徑為6.5mm。
- 類似中國標準的Q9型，但不完全兼容。
- TNC型連接器
圖4 TNC型連接器
- 最高頻率：普通型11GHz/精密型18GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：TNC(Thread Neill-Concelman, 螺旋連接器)是BNC型連接器的改良型，其頻率特性和N型基本相同。外導體內徑為6.5mm。
- 同時，TNC接頭有著良好的抗震性能。
- APC/7mm型連接器
圖5 APC/7mm型連接器
- 最高頻率：18GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：起源于20世紀60年代，Amphenol標準，無極性，是所有到18GHz的連接器中駐波最低的，俗稱“平接頭”。常見于網絡分析儀。外導體內徑為7mm。
- HN型連接器
圖6 HN型連接器
- 最高頻率：4GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：HN型連接器是20世紀50年代推出的N型連接器的高壓版，可工作到5kV的電壓，尺寸接近N型，但其功率容量更大。
- LC型連接器
圖7 LC型連接器
- 最高頻率：1GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：耐高壓連接器，其功率容量大于HN。LC和HN常用于大功率應用場合，而在其他領域較為少見。
- DIN7-16型連接器
圖8 DIN7-16型連接器
- 最高頻率：8GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：DIN7-16(Deutsche Industries Norm, 德國工業標準)型連接器由Spinner發明的6-16(60Ω)型連接器衍變而來，其內導體的外徑為7mm，外導體的內徑為16mm，是所有連接器中無源互調（PIM）性能最好的連接器。常見于蜂窩基站和廣播電視發射機，可兼容中國標準的L29。
- MCX型連接器
圖9 MCX型連接器
- 最高頻率：6GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：插入式的“微同軸”連接器，起源于20世紀80年代，有50Ω和75Ω兩種規格。
- MMCX型連接器
圖10 MMCX型連接器
- 最高頻率：6GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：比MCX更小的連接器，由于尺寸小、成本低廉而被廣泛應用。起源于20世紀90年代，也被稱之為MicroMate。
- SMA型連接器
圖11 SMA型連接器
- 最高頻率：普通型18GHz/精密型26.5GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：起源于20世紀60年代，設計者是Bendix Scintilla公司，稱為超小型A型連接器，可能是全球應用最為廣泛的一種連接器。
- 其外導體內徑為4.13mm。
- SMB型連接器
圖12 SMB型連接器
- 最高頻率：4GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：SMB(Subminiature B)超小型B型連接器，是一種插入式結構，外導體內徑為3mm，有50Ω和75Ω兩種規格。
- SMC型連接器
圖13 SMB型連接器
- 最高頻率：10GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：SMC(Subminiature C)超小型C型連接器，不常用，有插孔或插頭兩種類型，外導體內徑為3mm。
- SSMA型連接器
圖14 SSMA型連接器
- 最高頻率：38GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：一種比SMA更小的連接器，外導體內徑為2.79mm。
- 3.5mm連接器
圖15 3.5mm連接器
- 最高頻率：34GHz
- 介質：空氣
- 簡介：一種精密連接器，可以和SMA物理兼容。
- 上世紀70年代中期，由美國Hewlett-Packard和Amphenol公司(主要是由HP公司研制的，早期的生產在Amphenol公司進行)推出，工作頻率可達33GHz，這是最早的可用到毫米波段的一種射頻同軸連接器。
- 與SMA連接器(包括Southwest Microwave的“Super SMA”)的一個明顯的區別是：3.5mm采用空氣介質。
- 2.92mm/K型連接器
圖16 2.92mm/K連接器
- 最高頻率：40GHz
- 介質：空氣
- 簡介：2.92mm型連接器起源于1974年，由Maury在1974年發明。兼容SMA和3.5mm連接器。K型連接器在1983年，由Wiltron公司的高級工程師William.Old.Field發明，兼容2.9mm連接器。之所以稱為K，是因為可以覆蓋K波段。
- GPO/OSMP/SMP型連接器
圖17 GPO/OSMP/SMP型連接器
- 最高頻率：40GHz
- 介質：PTFE
- 簡介：推入式射頻同軸連接器，無螺紋推入連接，體積小、連接方便，電性能優良，可應用于DC ～ 40GHz 的PCB 板連接和面板連接，尤其適合T/R 模塊化密集安裝。
- 2.4mm型連接器
圖18 2.4mm型連接器
- 最高頻率：50GHz
- 介質：空氣
- 簡介：1986年由Julius Botke和Paul Watson發明，兼容1.85mm連接器，也被稱之為OS-50型，外導體內徑為2.4mm。
- 1.85mm/V型連接器
圖19 1.85mm/V型連接器
- 最高頻率：70GHz
- 介質：空氣
- 簡介：1.85mm型連接器可兼容2.4mm的連接器。
- V型連接器采用Anritsu標準，兼容1.85mm，由于可覆蓋V波段而得名。
- 1.35mm連接器
圖20 1.35mm(f)轉1mm(m)轉接器
- 最高頻率：90GHz
- 介質：空氣
- 簡介：由德國國家計量院、德國聯邦物理技術研究院、羅德與施瓦茨公司、羅森伯格高頻技術公司 及 SPINNER 公司于2020年左右主導推出。
- 1mm連接器
圖21 1mm轉接器
- 最高頻率：110GHz
- 介質：空氣
- 簡介：1989年由Paul Watson發明。
- 0.8mm連接器
圖22 0.8mm連接器
- 最高頻率：145GHz
- 介質：空氣
- 簡介：頂級的微波連接器，當前Anritsu公司的ME7838D系列寬帶矢網，就是使用0.8mm的同軸校準件。
- 總結
同其它電子元件相比，射頻同軸連接器的發展史較短。經過各國專家幾十年的共同努力，使它形成了獨立完整的專業體系，成為連接器家族中的重要組成部分，是同軸傳輸系統不可缺少的關鍵元件。
作為傳輸線電氣連接或分離的元件，射頻同軸連接器主要起橋梁作用。普尚SP800P系列高性能網絡分析儀，頻率覆蓋2Hz至50GHz，極低的跡線噪聲(帶寬為1 KHz時，跡線噪聲僅為0.0003 dBrms)，良好的源匹配性能和極高的溫度穩定度(<0.03 dB/℃)都為表征這些高精度射頻連接器性能提供了堅實的保障，幫助您在面向高級研發和生產需求時，解決不同的測試挑戰。如有更多技術咨詢，歡迎聯系我們，普尚期待與您的交流！
