射频连接器的结构设计简述1射频连接器简介
射频连接器是一种同轴传输线，是一种通用性的互连元件，广泛应用于各类
微波系统中。

作为基础元件，在微波系统中起电气和机械连接作用。

射频连接器一般分为三类。

（1）面板座：一端配接标准（或非标）界面连接器，一端配接微带、玻珠等，执行GJB976A-2009《同轴、带状线或微带传输线用射频同轴连接器通用规范》。

（2）转接器：两端配接标准（或非标）界面连接器，GJB680A-2009《射频
连接器转接器通用规范》。

（3）接电缆连接器：一端配接标准（或非标）界面连接器，一端配接电缆，执行GJB681A-2002《射频连接器通用规范》。

射频连接器的内部结构分为三层，由外向内分别是外导体、绝缘介质和内导体。

外导体接地，绝缘介质起绝缘作用、支撑作用，内导体通电。

特性阻抗计算公式
截止频率计算公式：
a-内导体外径；b-外导体内径；-绝缘介质相对介电常数。

2射频连接器的界面结构
标准界面的射频连接器，应符合GJB5246《射频连接器界面》。

其主要的插
合形式包括：螺纹旋接（SMA、TNC）；推入自锁（QMA）；浮动盲插（BMA、SBMA）；直插擒纵（SMP、SSMP）；卡口连接（BNC）等。

（a）SMA型射频连接器（螺纹旋接式）
（b）QMA型射频连接器（推入自锁式）
（c）BMA型射频连接器（浮动盲插式）
图1射频连接器的主要插合形式示意图
以螺纹旋接形式为例：在插头和插座进行互连时，通过旋动螺套，带动插头
外导体插入插座外导体中，直至两者的电气和机械基准面完全重合，在此过程中，实现内导体（插针和插孔）的插合接触。

可以明确的是，电气和机械基准面完全
重合之前，内导体端面是不应该接触的，否则在外导体持续推进过程中，内导体
会因此端面互顶，从而造成整个连接器内部结构的破坏。

但同时，内导体端面之
间的缝隙使得此处存在一段高阻抗，造成反射增大。

因此，一些测试级转接器会
控制插合完成后，内导体端面处的缝隙大小。

根据连接过程，界面设计时，插合部分的尺寸公差应满足界面手册的要求，
内孔不能小于下限值，外圆不能大于上限值，以避免无法完成插合过程。

对于螺纹旋接等插合方式的大部分界面，应确保电气和机械基准面最终完全重合。

在电气和机械基准面完全重合之前，内导体台阶不允许接触，避免损坏内部结构。

因此设计时应考虑台阶下陷于电气和机械基准面（规定的尺寸），同样也适用于界面的绝缘介质端面。

对于TNC、SC等界面，其内导体、绝缘介质存在伸出或下陷于电气和机械基准面的情况，尤其应充分考虑零件的累积公差问题。

3射频连接器的内部结构
（1）固定结构
固定结构设计最终目的是实现内导体与外导体之间相对稳定，考核方法是中心接触件的固定性。

固定结构设计一般包括两方面。

内导体与介质支撑之间：通常采用的方式是在内导体上设计台阶过渡。

采用小台阶固定时，在内导体上设计一段小外圆台阶（两边的外圆大于此段），对绝缘介质进行切割或过盈装配至小台阶段进行固定；采用大台阶固定时，在内导体上设计一段大外圆台阶（两边的外圆小于此段），通过两端绝缘介质夹紧大台阶进行固定。

介质支撑与外导体之间：外导体固定绝缘介质，采用压套夹紧结构，对于过盈压配处的孔、轴尺寸要求精度均比较高。

并且对于同心度、垂直度、平面度均有所要求。

因此，建议采用一体式的壳体结构，对于降低装配难度、减少加工成本、提升效率、提升合格率都是有帮助的。

通常采用的做法主要有两种，一种是在一体式壳体的内孔设计倒刺结构，绝缘介质（聚四氟乙烯）过盈压配进孔内；另一种是在一体式壳体的侧面设计侧孔，对传输通道进行（环氧）灌封处理。

（2）补偿结构
射频连接器的设计过程中，阻抗不连续是不可避免的，如内、外导体结构上发生的变化：台阶、开槽、接触间隙等引起的阻抗不连续等。

为了获得最佳的电
性能，首先应使未补偿的不连续性减至最小，其次对剩余的不连续性施加各自的补偿。

一般来说，补偿包括共面补偿、阶梯补偿、锥度补偿三种方式，其原理均是通过一段高阻抗匹配不连续性电容。

4射频连接器的设计示例
以一款2.92-KFD型产品为例对设计步骤进行说明。

（1）按照GJB5246的要求，对连接器的界面部分进行设计。

（2）如下图所示，设计内导体为小台阶支撑结构，设计外导体为分体压套结构。

图2结构设计示意图
（3）根据设计目标（50±0.5Ω），分别计算下图中A、B、C、D段的特性阻抗，确定内、外导体的公差带。

图3特性阻抗计算段示意图
（4）根据设计目标（40GHz、VSWR≤1.3），分别仿真下图中a、b、c段的补偿尺寸。

其中a、b段采用的共面补偿，c段采用的是阶梯补偿。

图4补偿示意图
参考文献
【1】李明德．射频同轴连接器设计基础-国外射频连接器设计论文译文选编，2013，1-17.。