Vysvetlenie typov RF konektorov: SMA, N-Type, BNC, TNC, vodiaca lišta 1,0 mm až 2,4 mm

Ak staviate malú bunku 5G, stojan na testovanie na skúšobnom stole alebo uzemňovací terminál satelitu, konektor na konci koaxiálneho kábla je zvyčajne poslednou špecifikovanou položkou a prvou, ktorá spôsobuje problémy. 2,4 mm zástrčka sa nezhoduje s 1,0 mm portom, 75 ohmový BNC nezachová 50 ohmovú dráhu a rozhranie dimenzované na 4 GHz premení 6 GHz spojenie na problém odrazu a nie na spojenie.

Krátka odpoveď: väčšina RF práce dnes používa jednu z piatich rodín rozhraní. SMA a jeho subminiatúrne príbuzné (SMB, SMP, SMPM), typ N, TNC, BNC a presné rovinné typy (3,5 mm, 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm a 1,0 mm). To, čo ich oddeľuje, je frekvenčný strop, impedancia, spojovací mechanizmus, trvanlivosť spojenia a tesnenie voči životnému prostrediu. Všetko nižšie prechádza cez týchto päť bodov s úrovňou podrobností potrebnou pre hárok so špecifikáciami alebo nákupnú objednávku.

Čitateľská skratka

Frekvenčný strop najskôr zužuje zoznam, priemer kábla a séria konektorov sa musia zhodovať a prostredie rozhoduje o tom, či je potrebné utesnené alebo hermetické rozhranie. Urobte tieto tri správne a zostávajúce možnosti sa týkajú hlavne krútiaceho momentu, párovacích cyklov a ceny.

Na prvom mieste je frekvenčný strop

Každá rodina rozhraní má definovanú hornú frekvenciu, kde sa jej geometria prestane správať ako čistá 50 ohmová linka. Nad týmto bodom sa vo vnútri tela konektora začnú šíriť režimy vyššieho rádu a VSWR rýchlo stúpa, aj keď je samotný kábel stále úplne v poriadku. Spojovacia geometria bežných rodín je štandardizovaná, preto sa 3,5 mm zástrčka od jedného dodávateľa spája s 3,5 mm zástrčkou od druhého; rozmery rozhrania pre SMA, N-typ, BNC a TNC sú definované v MIL-STD-348 a sérii IEC 61169.

Inžinieri stropov najčastejšie uvádzajú: BNC okolo 4 GHz, TNC a N-typ okolo 11 GHz, SMA 26,5 GHz, 2,92 mm 40 GHz, 2,4 mm 50 GHz, 1,85 mm 67 GHz a 1,0 mm 110 GHz.

Obrázok 1. Horná hranica frekvencie podľa typu RF konektora (GHz)

1,0 mm 110

1,85 mm 67

2,4 mm 50

2,92 mm 40

SMA 26.5

N-typ 11

TNC 11

BNC 4

Hodnoty sa riadia limitnými frekvenciami bežne publikovanými pre tieto rozhrania v katalógových listoch konektorov a štandardoch RF rozhraní.

Umiestnite pracovnú frekvenciu návrhu do tohto zoznamu a vyberte prvé rozhranie, ktoré ju vymaže s okrajom. 26,5 GHz SMA nesúce 24 GHz signál nezostane takmer nič pre impedančný náraz studeného spájkovaného spoja alebo opotrebovaného testovacieho kábla.

SMA a rodina subminiatúr

SMA je predvolené 50 ohmové závitové rozhranie pre prístrojové vybavenie, antény a rádiá do 26,5 GHz. Používa 1/4-36 závitovú spojku, PTFE dielektrikum a stredový kolík s hrúbkou približne 0,9 mm. Jeho slabé stránky sú skôr mechanické ako elektrické: spojovacia matica je malá, odporúčaný krútiaci moment je okolo 0,8 až 1,1 N-m (7 až 10 in-lb) a kľúč používaný s príliš veľkým nadšením zdeformuje šesťhran a posunie referenčnú rovinu. Tento jediný zvyk predstavuje veľkú časť správ „tento konektor má náhle vysokú stratu návratnosti“.

SMB je nasadzovacia verzia v rovnakom rozsahu, dimenzovaná na približne 4 GHz a používa sa tam, kde na rýchlom párovaní záleží viac ako na šírke pásma. SMP a SMPM sú rozhrania typu blind-mate board-to-board používané v hustých RF moduloch a fázovaných poliach. SMP pracuje na frekvencii približne 40 GHz a SMPM na frekvencii približne 65 GHz, pričom odpružená samčia strana absorbuje axiálnu toleranciu, ktorú slepý partner nemôže ovládať. Tam, kde SMA nestačí, ale úplne presný konektor je ťažké odôvodniť, 3,5 mm a 2,92 mm verzie sa spájajú so SMA a rozširujú strop na približne 33 GHz a 40 GHz.

Konektor SMA SMA RF koaxiálny konektor je RF koaxiálny konektor so závitovým spojovacím mechanizmom vyvinutý a vyrobený podľa amerického vojenského štandardu MIL-C-39012. To ha... Zobraziť produkt →

Typ N, TNC a BNC: Typy s väčším závitom a bajonetové typy

Konektory typu N používajú závit 5/8-24 a oveľa väčšie dielektrikum, čo je dôvod, prečo zvládajú oveľa väčší výkon ako SMA a zostávajú stabilné aj vonku. Štandardný strop je 11 GHz, pričom presné verzie dosahujú 18 GHz. Pár typu N, ktorý je správne spojený a odolný voči poveternostným vplyvom, je normálnou voľbou pre anténne napájače základnej stanice, štartovacie káble a vonkajšie rádiové jednotky a toleruje pohyb kábla, ktorý by zničil subminiatúrne rozhranie.

TNC je v podstate závitový BNC: telo rovnakej veľkosti, ale skrutkové spojenie, ktoré drží pri vibráciách, a preto sa objavuje na mobilných rádiových zariadeniach a ručných testovacích zariadeniach s frekvenciou približne 11 GHz. BNC si ponechá svoj štvrťotáčkový bajonet pre rýchle prepájanie a zastaví sa na približne 4 GHz v 50 ohmovej forme. 75 ohmový BNC použitý pre video vyzerá takmer identicky; zmiešaním dvoch impedancií do jednej RF cesty vzniká nesúlad, ktorý nevyrieši žiadna kvalita kábla.

RF koaxiálny konektor typu N RF koaxiálny konektor série N je RF koaxiálny konektor so závitovým spojovacím mechanizmom vyvinutý a vyrobený v súlade s americkým vojenským štandardom... Zobraziť produkt →

Presné typy pre prácu s milimetrovými vlnami

Nad približne 26,5 GHz musí byť rozhranie vzduchovo-dielektrické a opracované s úzkymi toleranciami. Rodiny 1,0 mm, 1,85 mm, 2,4 mm a 2,92 mm zdieľajú rovnakú myšlienku: žiadny polymér okolo stredového vodiča, presne kontrolovaná geometria pätky a referenčná rovina definovaná na lícnej ploche, a nie niekde vo vnútri spojovacej matice.

2,4 mm na 50 GHz

1,85 mm na 67 GHz

1,0 mm na 110 GHz

Kompatibilita je miesto, kde sa peniaze potichu strácajú. SMA, 3,5 mm a 2,92 mm sú vzájomne prepojiteľné. 2,4 mm a 1,85 mm sa k sebe hodia. 1,0 mm sa zhoduje iba s 1,0 mm. Nanútenie opotrebovaného SMA mimo toleranciu na 2,92 mm alebo 2,4 mm testovací port môže toto presné rozhranie natrvalo ohodnotiť a poškodený testovací port potichu znehodnotí každé následné meranie.

Hermeticky uzavreté a iné špecializované typy

Niektoré RF cesty nesmú unikať. Hermeticky utesnené konektory nahrádzajú polymérovú guľôčku tesnením sklo-kov, takže dielektrikum je tavené ku kovovému plášťu a stredovému kolíku a nie je doň vtlačené. Typické špecifikácie rýchlosti úniku hélia pre takéto diely sú v 10 ^-9 atm-cc/s a mechanická pevnosť pochádza skôr zo samotného tesnenia než z elastoméru, ktorý starne.

Tieto časti sa objavujú vo vákuových komorách, tlakových vysielačoch, kryogénnych systémoch, nákladoch v letectve a akomkoľvek kryte, kde by kondenzácia zmenila dielektrickú konštantu a tým aj impedanciu vedenia. Hermetické varianty SMP a SMPM sú bežné v hustých mikrovlnných zostavách, kde jedna utesnená prepážka musí prejsť niekoľkými koaxiálnymi vedeniami naraz.

Obrázok 2. Izometrický pohľad na hermeticky uzavretý koaxiálny konektor

Schematický výrez pre sklom utesnenú koaxiálnu priechodku; proporcie sú ilustratívne.

Hermeticky uzavretý konektor SMPM Utesnený konektor SMPM (SubMiniature Push-on Micro) je miniaturizovaný RF konektor s úplným únikom, polopriepustom a svetelným otvorom, určený pre vysokofrekvenčné, c... Zobraziť produkt →

Porovnanie typov RF konektorov vedľa seba

Tabuľka 1. Pracovné porovnanie bežných typov 50 ohmových RF konektorov; frekvenčné limity odzrkadľujú hodnoty bežne publikované v štandardoch rozhraní a technických listoch konektorov.
Rozhranie	Spojka	Typická maximálna frekvencia	Kde sa používa
SMA	1/4-36 závit	26,5 GHz	Testovacie zariadenie, antény, predné konce rádia
SMB	Nacvakávací	4 GHz	Husté stojany, porty na rýchle pripojenie nástrojov
SMP / SMPM	Slepý kamarát	40 GHz / 65 GHz	Moduly typu board-to-board, fázové polia
N-typ	5/8-24 závit	11 GHz (presnosť 18 GHz)	Vonkajšie kŕmidlá, vysokovýkonné rádio
TNC	7/16-28 vlákno	11 GHz	Mobilné rádio, zariadenie náchylné na vibrácie
BNC	Bajonet	4 GHz	Laboratórne patchovanie, video a prístrojové vybavenie
2,92 mm	1/4-36 závit	40 GHz	Presné testovacie porty, lavice mmWave
2,4 mm	závit M8	50 GHz	Špičkové porty VNA, radarové moduly
1,85 mm	závit M7	67 GHz	Automobilový radar, spojenie 60 GHz
1,0 mm	závit M5,5	110 GHz	Sub-THz výskum, vlnovodné prechody

Čo v skutočnosti rozhoduje o výbere projektu

Frekvencia zužuje zoznam na dvoch alebo troch kandidátov. Päť praktických obmedzení zvyčajne vyberie poslednú časť.

Kompatibilita káblov. Séria konektorov sleduje priemer kábla, nie preferenciu. RG-316 a podobné flexibilné káble vyhovujú SMA; RG-58 a RG-213 vyhovujú typu BNC, TNC a N; nízkostratový vlnitý kábel je takmer vždy zakončený typom N alebo 7/16.
Konzistencia impedancie pozdĺž celého reťazca. Jedna 75 ohmová časť v 50 ohmovej dráhe vytvára nesúlad, ktorý sa prejavuje ako strata spätného chodu presne na frekvencii, na ktorej vám záleží.
Párovacie cykly a krútiaci moment. Štandardné rozhrania typu SMA a N sa vo všeobecnosti uvádzajú okolo 500 párovacích cyklov; presné rozhrania s milimetrovými vlnami sa rýchlejšie opotrebúvajú a ich výmena je oveľa drahšia.
Životné prostredie. Vonkajšie jednotky potrebujú rozhranie, ktoré pri spojení tesní, plus správne balenie topánky alebo pásku. Hranice vákua a tlaku potrebujú tesnenie sklo na kov.
Ochrana testovacích portov. Majte obetný adaptér na stolných nástrojoch a pred každým párom skontrolujte presné rozhrania pod zväčšením.

Obrázok 3. Kvalitatívne kompromisy medzi rozhraním SMA, typom N a presnými milimetrovými vlnami

SMA N-type

Kvalitatívne inžinierske porovnanie založené na štandardných charakteristikách rozhrania, nie nameraných laboratórnych údajoch.

Útlm, strata spätného toku a mechanické opotrebenie sú prepojené tesnejšie, ako väčšina špecifikácií naznačuje; Praktické príčiny straty v koaxiálnej ceste sú uvedené v tejto poznámke Útlm signálu RF konektora . Pri projektoch, ktoré potrebujú špecifické rozhranie, pokovovanie alebo ukončenie káblov, spolupráca s výrobcom, ktorý obrába svoje vlastné diely, zvyčajne skracuje slučku medzi výkresom a prvým článkom. Spoločnosť Hanson Communication, an Výrobca RF koaxiálneho konektora so sídlom v Ningbo, vyrába SMA, N-type, TNC, BNC, presné a hermeticky uzavreté rozhrania, ako aj adaptéry a nízkostratové káblové zostavy.

Často kladené otázky o typoch RF konektorov

Q1. Aké sú najbežnejšie typy RF konektorov?

SMA, N-type, BNC a TNC pokrývajú väčšinu bežných prác, pričom 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm a 1,0 mm sa používajú na dráhy milimetrových vĺn. SMA beží na 26,5 GHz, N-type a TNC na približne 11 GHz a BNC na približne 4 GHz.

Q2. Aký je rozdiel medzi konektorom SMA a konektorom typu N?

SMA je 1/4-36 závitové subminiatúrne rozhranie s frekvenciou 26,5 GHz. N-type je väčšie rozhranie 5/8-24 s frekvenciou približne 11 GHz s oveľa vyšším výkonom a oveľa lepším výkonom v exteriéri.

Q3. Sú 1,85 mm a 2,4 mm konektory kompatibilné?

Áno, 1,85 mm a 2,4 mm zdieľajú rovnakú geometriu párovania a dajú sa navzájom spájať. 1,0 mm je kompatibilný len s 1,0 mm a SMA by sa na žiadny z nich nikdy nemal vnucovať.

Q4. Aká je maximálna frekvencia konektora BNC?

50 ohmový BNC je normálne dimenzovaný na približne 4 GHz. 75 ohmový BNC používaný pre video je vo všeobecnosti obmedzený na približne 1 GHz a nie je zameniteľný s 50 ohmovou verziou.

Q5. Musia mať RF konektory vždy 50 ohmov?

Väčšina testovacích, rádiových a anténnych systémov má 50 ohmov. Pre video a vysielanie existujú 75 ohmové rozhrania a zmiešanie týchto dvoch v jednej ceste vytvára nesúlad, ktorý sa javí ako vysoká VSWR a extra strata signálu.

Q6. Kedy by som mal špecifikovať hermeticky uzavretý RF konektor?

Keď RF cesta prekročí hranicu vákua, tlakový kryt alebo kryt, kde by prenikanie vlhkosti zmenilo dielektrikum a impedanciu, ako sú vákuové komory, tlakové vysielače a letecké užitočné zaťaženie.