射频同轴连接器技术简介分析
(2)C系列 是 Concel研制成功的,它采用内卡口方式
连接,内部公称尺寸,工作频率等与N系列相 同,但没有N系列通用。
2、小型(BNC、TNC系列) (1)BNC系列
是Neill和Concel共同研制的Bayonet(外 卡口)连接器,因而简称 “BNC”。其工作频 率 0~4 GHz,最大特点是连接方便,一般通过连 接卡套旋转不到一圈即可连接好。适用于频繁 连接与分离的场合,是最通用而又便宜的产品。 尤其在仪器仪表、网络和计算机信息领域应用 广泛。
是一种推入自锁式连接器,有50Ω和75Ω两 种。国内目前在程控交换机、光端机等通信系 统大量应用。
4、微型(SSMA、SSMB、MMCX系列) (1)SSMA系列
但介质耐压一旦不合格,危害性很大,它可以 使连接器或整机系统直接发热或烧毁。所以介 质耐压指标不过关是RF连接器的致命缺陷。 6、射频高电位耐压
一般测试频率为5~7.5MHz,而不是介质 耐压的50Hz,在这一频率时介质承受电压能力 是不同的。它的主要目的是考核连接器耐受高 频电压的能力。
7、电晕电平
这项试验主要模拟沿海工作环境条件下, 连接器抗锈蚀能力,实际主要是检验镀层质量。
( 四 ) 材料方面 1、弹性材料
按GJB要求,除非另有规定,中心接触件的 弹性零件应采用铍青铜制成。 2、绝缘材料
一般产品选用聚四氟乙烯(TFE),精密型连 接器采用交链聚苯乙烯,气密封连接器除外。 3、壳体材料
按美军标规定RF连接器壳体可用黄铜、磷 铜、铝、无磁易切不锈钢和铍青铜五种材料。 这里要特别注意在军标中规定连接器壳体材料 的导磁率要小于2.0, 这就是我们不能采用一 般钢材作过连接器壳体的原因。
(2)TNC系列 是BNC的螺纹式变形,又称螺纹式BNC,其
工作频率达11GHz,抗振性好,军用较多。
3、超小型(SMA、SMB、SMC、MCX、BMA、SAA) (1)SMA系列(Subminiature A)
SMA是1958年由美国Bendix公司的James Cheal发明的,工作频率0~18GHz。 (2)SMB系列
检验连接器抗冲击能力,防止连接器在运 输、现场工作或不经心处置而造成损环。
4、温度冲击 通过这项试验,确定连接器在高温到低温
过程中耐冲击的能力。温度冲击可能造成灌封 部位出现脱落、开裂、绝缘性能下降、不良外 壳裂开等。 5、耐湿(防潮)
进行耐湿试验的目的是为了评价连接器 及其材料承受高温、高热条件引起的老化效应。 耐湿性差的连接器的主要表现是介质耐压、绝 缘电阻下降,表面老化甚至开裂。 6、盐雾(腐蚀)
9、射频插入损耗 插入损耗是传输系统的一项重要指标,但实
际中连接器的损耗与电缆相比是非常小的,可以 忽略不计。例如 2GHz时,SMA连接器的插损耗仅 为0.03dB,而SYV-50-3的插入损耗则达0.8dB/m。 10、电压驻波比(VSWR)
VSWR定义为传输线上电压(电流)最大幅值最 小幅值之比,是RF连接器最重要的电气指标,是 衡量RF连接器性能优劣的主要依据。
( 五 ) 化学方面
1、不相容金属
彼此之间可能产生电动势耦合的不相容金 属不应相互接触装配和使用,以防产生干扰信 号及电化学腐蚀。
2、电镀
要控制镀层的厚度、致密性和与金属底层 的结合力。
所有镀金件不得采用镀银底层,因为银在 特定条件下会产生化学迁移。
五、常用射频连接器介绍
1、标准型(N、C系列) (1)N系列 是为满足二战急需研制的最早的微波系列。 主要归功于Paul Neil,因此叫“N”系列。它 采用螺纹对接互换,工作频率 0~11GHz,可配接3~12mm软、 半柔和半刚性电缆。
有替代SMB的趋势。 (5)BMA系列(IEC1169-33)
又称盲插连接器,其固定插座在轴向和径向 均有一定的浮动量,可实现积木式、模块化整 机系统,快速盲插更换,主要用于军用产品和 CDMA通信设备。工作频率0~22GHz。内部公称 尺寸及配用电缆与SMA相同。 (6)SAA系列(DIN47297)
主要考核RF连接器插拔手感,螺纹式连接 器用啮合力矩检验(如SMA: 0.23N.m);卡口 式用力矩和力检验;推入式用力检验,(如SMB 最大啮合力62.3N,最小分离力8.9N) 。
2、连接机构的耐力矩 这项指标仅适用于螺纹式连接器,主要目
的是检验连接机构的强度,对于小型螺纹连接 器要达到指标比较困难,需从连接机构的材料、 加工工艺及装过程严格控制。 3、插合特性
验证连接器的电缆装接是否有效可靠。 6、连接机构保持力
当连接器承受规定的轴向力时,连接机构 不应松脱。
( 三 ) 环境方面 1、密封性
防水密封:低压时防止水或潮气进入。 气密封:有特定漏率指标,连接器需采用玻 璃或陶瓷烧结,产品的电性能指标比常规 产品低。 2、振动
防止连接器在振动环境条件下,出现瞬断 或外观机械损伤。 3、冲击
进行这项试验,是为了考核连接器在低气 压条件下耐受空气电离产生电晕的能力。因为 电晕引起持续的放电,会导致连接器破坏。
8、射频泄漏
随着整机系统的发展,对信号传输质量要 求愈来愈高,因此,射频泄漏指标显得特别重 要。该指标具有双重作用,一方面大的射频泄 漏将造成能量传输损失,产生干扰信号,另一 方面,凡是射频泄漏性能差的产品,其抗干扰 能力也很差。防止射频泄漏着重应从连接机构、 电缆装接机构和电缆选择几方面考虑。通常测 试频率为2 ~3GHz,要求指标为60~90dB。
插合特性主要是通过机械方法检查弹性插 孔的弹性,其性能优劣与接触电阻和连接器耐 久性有直接联系。
4、中心接触件固定性 无论哪种连接器,其中心接触件都要同电
缆芯线、微带或其它导体连接。连接器使用时 中心接触件将受到轴向推拉力和力矩的作用, 如果中心接触件固定不好,将导致尾部连接点 受力过大而松脱或断裂。 5、电缆保持力
3) 按功能分为: 通用型(2级) 精密型(0级、1级) 专用型(耐辐照、耐高压、防水等) 多功能型 (含有滤波、调相位、混频、 衰减、检波、限幅等)
4) 按尺寸大小分为: 标准型 (N、UHF、C…) 小型 (BNC、TNC…) 超小型 (SMA、SMB、SMC、MCX、BMA、SAA…) 微型 (SSMA、SSMB、MMCX…)
三、射频连接器基本概念及技术特点
1、RF连接器的定义 通常装接在电缆上或安装在仪器上的一种元件,作 为实现传输线电气连接或分离的元件。它属于机电 一体化产品。简单地讲它主要起桥梁作用。
2、连接器的分类
连接器种类繁多, 根据技术特性的不同, 按频率划
分为音频(Audio) 、视频( Vidio)、射频(Radio)、
IEC标准 • IEC标准是指导性标准,不是强制性标准,
因此很少被直接引用;值得一提的是德 国在某些专用新型连接器方面也有一些 优势,例如:DIN47223 7/16(L29) 系 列、DIN47297 SAA系列 DIN41626、 DSA系列,这些系列产品在通信领域应用 较广泛,德国的标准和产品已得到全世 界认可 S 1.55 ~ 3.90 C 3.90 ~ 6.20 X 6.20 ~ 10.9 K 10.9 ~ 36.0 Q 36.0 ~ 46.0 V 46.0 ~ 56.0
3、RF连接器的分类 1) 按端接方式分为 连接器 MIL-C-39012 (GJB681) 转接器 MIL-A-55339 (GJB680) 微带与带状线MIL-C-83517 (GJB976) 2) 按连接方式分为: 卡口式(内卡口、外卡口) 螺纹式(右旋螺纹、左旋螺纹) 推入式(直插式、带止动式、自锁式)
SMB是一种带止动件的推入式连接器,体 积小、插拔方便、抗振性好、占用空间小,广 泛应用于工作频率在0~4GHz的通信设备、仪 器仪表和导航系统。 (3)SMC系列
是SMB的螺纹式变形,其内部结构尺寸与 SMB相同,工作频率0~11GHz,通常用于雷达、 导航等军用设备。
(4)MCX系列(IEC1169-36) 其基本功能与SMB类同,但体积比SMB小1/3,
我国现行标准 • 我国现行通用 RF 同轴连接器标准分两
部分,一部分是军用标准(GJB681、 GJB680、GJB976及其详细规范)。另一 部分是民用产品标准,按IEC169-1制定 的GB11313。 • 不论是国军标还是国标,基本上都是照 搬国外先进标准制订的,主要指标不折 不扣搬过来,因此,可以说我们现行标 准与国际接轨,且指标和技术水平与国 际先进水平同步。
我国射频同轴连接器的发展
• 我国从五十年代开始由整机厂研制RF连接器; • 六十年代组建专业工厂,开始了专业化生产; • 一九七二年国家组织集中设计,使国产的RF连
接器是自成体系,只能在国内使用,产品标准 水平低,且不能与国际通用产品对接互换; • 八十年代起开始采用国际标准,根据IEC169和 MIL-C-39012,颁布了GB11313和GJB681,使射 频同轴连接器的生产和使用逐步与国际接轨; • 经过十几年的努力,目前通用RF连接器的整体 水平与国外差距不大,但精密连接器的设计与 生产与国外仍有较大差距。
二、射频连接器的标准体系
美军标 • 美国是世界上最大的通用型RF连接器制
造和消费国,其技术水平也是一流的, 因此美国军用标准MIL-C-39012被认为是 RF连接器的最高标准。 • 其它先进国家的标准有德国DIN、英国BS、 日本JIS和IEC标准等。这些国家或国际 标准大都是参照或等同美军标制订的, 有些国家或公司甚至直接应用美军标。
光纤( fribre optic)四大类。频率范围如下:
Audio——20KHz 以下
Vidio——30MHz~500MHz 以下
Radio——500MHz~300GHz
Fibre——167THz~375THz
其中应用
在Radio波段的连接器称作RF连接器。
工程中常用的波段划分如下(单位GHz):