射频(rf)连接器应用指南

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1、 射频（RF）连接器应用指南 第 1 页 共 7页 射频（射频（RF）连接器应用指南）连接器应用指南 RF Connector Interface Styles and Applications（射频连接器的界面类型及其应用） 尽管多数类型的连接器可用于微波频段，但同轴连接器常常被称为是“RF“ 连接器。“RF“（Radio Frequency）通常是指频率在 MHz 的频段内，而微波的频率大于 1GHz。同轴连接器是根据它们的物理尺 寸和电缆的兼容性进行分类。同轴连接器的分类如下： Standard(标准型) Miniature(小型) Sub-Miniature（超小型） Micro-Mi

2、niature（微型） 一般而言，这些同轴连接器都是在 1930 年至 1980 年之间开发设计的。在早期，同轴电缆的直径比目 前所使用的大多数电缆的直径大得多。 因此， STANDARD 系列包含了较大的、 早期的设计， 而 Sub-Miniature 和Micro-Miniature系列 包含了较小的、 近期的设计。 Johnson Components的规格是Sub-Miniature 和Micro- Miniature 的 的系列，以及 Cambridge Product 生产线有商业的 Miniature 系列的连接器。接下来的几页， 将会介绍每个系列的常用的同轴连接器及它们的典型应

3、用。 Standard(标准型) : UHF UHF 连接器是由 E. Clark Quackenbush of Amphenol 在 1930 年发明的，它用在无线电广播工业中，此 类插头版本的 UHF 连接器通常被称做 PL-259 连接器，这是它的军用元件的序号名称。UHF 连接器是螺 纹连接界面同时它的特性阻抗不确定。由于它的特性阻抗不确定，因此 UFH 连接器适用的频率有限，最 多至 300MHz， 且价格通常较低廉。 UHF 连接器常常用于低频通讯设备， 例如 CB 无线电及公共地址系统。 N N 型连接器由贝尔实验室的 Paul Neill 发明及命名， 这是第一个能正确的传输微

4、波信号的连接器。 N 型 连接器是螺纹式连接界面，特性阻抗为 50 欧姆。同时也有 75 欧姆的版本，但是它不能与常用的 50 欧姆 的匹配性。对于普通的特性阻抗为 50ohm 的 N 型连接器，它的工作频率可达到 11GHz 。虽然几乎普通的 连接器不可能达到 18GHz, 但是也有一些版本经过精确的设计可达到 18GHz 。N 型连接器可用于地域网 （LANs） ；测试设备；广播电台，卫星和军用通讯设备。 其它的 STANDARD 系列的连接器有： C，SC，HN，7/16，APC-7（7mm） Miniature : BNC BNC 是在 1940 年末开发出来的，是最通用的同轴电缆连接

5、器之一。BNC 的名字来源于 Bayonet-Neill-Concelman。 Bayonet 描述了机械连接界面， Neill 和 Concelman 代表了 N 型和 C 型 连接器的 发明者。BNC 实际上是 C 型连接器的小型的版本，而 C 型连接器是 N 型连接器的卡口式连接（Bayonet） 的版本。BNC 连接器有 50 欧姆和 75 欧姆两种版本，两种版可以一起匹配。50 欧姆版本的设计工作频率 可达到 4GHz。BNC 连接器可应用在许多领域，如网络系统(flexible networks)，仪表仪器及计算机互联网 络。 TNC 由于 BNC 连接器在巨烈的振动下会产生噪声，

6、因此在 1950 年末期开发出来了 TNC 连接器。TNC 的 命字来源于 Threaded-Neill-Concelman。TNC 基本上是特性阻抗为 50 欧姆的 BNC 连接器的螺纹式连接版 本，工作频率可达 11GHz。TNC 连接器可应用在军事上及航空领域方面，可在巨烈振动环境下工作。 其它的 MINIATURE 系列的连接器有： SHV MHV MINI-UHF Sub-Miniature: SMA SMA(Sub-Miniature-A)连接器 是在 1960 年初期开发出来的，以便用于 0.141 半钢性电缆（RG-402） 。 SMA 连接器的特性阻抗为 50 欧姆，连接方式

7、为螺纹连接。SMA 连接器某些精确的版本的工作频率可达 26.5GHz。 SMA 电缆连接器的最高的使用频率由连接器终端所接的同轴电缆的类型所限制。 在应用时,当需 要关键考虑高频率、 小型化及尺寸减小的地方时,可使用 SMA 连接器。 SMA 可被选用为各种宽频微波系统。 SMA 连接器在微波方面的应用包括同轴电缆向波导的转换及向微带印刷电路板电路的转换。SMA 在微波 系统元件方面的应用包括放大器，衰减器，滤波器，混频器，振荡器及开关。 SMB 射频（RF）连接器应用指南 第 2 页 共 7页 由于对于超小型连接器需要有快速装卸的机械连接界面， 因此开发了 SMB （Sub-Miniatu

8、re-B） 连接器。 一个自身为中心的外部弹簧和交迭的电介质使快速推入连接变得容易,在轻微摇动下，有良好的性能。 Johnson Components 制作了 50 和 75 欧姆的版本， 工作频率分别可达 4 和 2 GHz 。 Johnson Components 的 50 欧姆和 75 欧姆的版本可以相互匹配。其它的制造商生产出的 75 欧姆版本的连接器不可以同 MIL-C-39012（50 欧姆）的版本相匹配。SMB 连接器典型的应用是在射频(RF)或数字信号方面的连接。 SMC SMC（Sub-Miniature-C）连接器在设计上同 SMB 相似。内导体和交迭的电介质绝缘子的结构相

9、同，但 SMC 使用的是螺纹式接触界面而不是推入止动式连接界面。 利用螺纹式连接紧紧地控制导体和绝缘体的位 置，使 SMC 在 50 欧姆的设计中工作频率可达 10 HGz。在需要小尺寸的地方及在高振动的环境中，SMC 的螺纹式连接使其成为一个很好的选择。SMC 连接器主要应用在微波电话及其它的非军事通讯系统。 其它的 SUB-MINIATURE 系列的连接器有： APC-2.4（2.4mm） APC-3.5(3.5mm) K(2.92mm) BMA(Blind-Mate) Micro-Miniature: MICRO-MINIATURE 连接器是由不同的制造商开发出来的，以适应更小尺寸的连接

10、器的需要。包括 MICRO-MINIATURE 系列的连接器对应于 SUB-MINIATURE 系列的连接器有相同的缩放比例，此系列的 连接器有如下几种： MCX MMCX SSMA SSMB SSMC MCX MCX（正如已知的 MicroCoaXtrade 它是由 Huber+Suhner 命名，Inc.）连接器是 1980 年期间在欧洲开 发的。 正如 SMC， MCX 连接器在设计在同 SMB 相似。 内导体和交迭的电介质绝缘体的结构与 SMB 相同， MCX 也使用推入止动式的界面。自身为中心的弹簧的设计与 SMB 相反，如下图所示。由于相反的连接弹 簧设计,MCX 的操作与 SMB

11、 一样可靠，但它的尺寸和重量比 SMB 约减少 30%。 特性阻抗为 50 欧姆的 MCX 连接器的工作频率可达 6GHz ，很适合用于最初的那些使用 SMB 但又要求尺 寸和重量都减少地方。MCX 的应用包括 GPS，automotive, 蜂窝电话和数字摇感系统。 MMCX 对于蜂窝， 无线和 PCS 方面的应用 MMCX 将成为标准的同轴连接器。 当 PCB 被放置在狭小的空间内 时，MMCX 连接器对低外形，低频率的要求是十分理想的（e.g.:手持式 RF 装置） ，MMCX 比相同性能的 SMB 约小 45%。对于弯式 MMCX 插座对直式 PC 安装插孔的匹配高度高出 PCB 0.

12、350。MMCX 的界面 是未开槽的最小的射频(RF)泄漏，同样的连接器提供一个粗糙的直接推入式的连接方式。当连接时要求旋 转 360 度，不能产生任何断续的信号，使用这种连接器是一种理想的选择.(e.g 微型天线的应用)。 RF Technical Terminology(射频技术术语) Corona 电晕 电晕被定义为两导体之间空气间隙不发生击穿的最小电压要求。 电晕的发展首先在低气压的环境,例如 在高海拨的航行器的环境中可看到电晕是非常重要的,因为它会产生噪声,如果有电晕存在,则会使传送信 号产生失真 DWV 介质耐压 DWV 是 Dielectric Withstanding Volt

13、age 的缩写 此最小的电压要求足以保证连接器的绝缘体材料能够 耐住瞬间高压的冲击，而不会产生介质击穿 Frequency 频率 射频（RF）或微波信号是一种交流(AC)波形式,意思是它从正值到负值振荡,每一次从正值到负值振荡 一次称为一周, 频率的定义就是每秒钟振荡的周数 Impedance 特性阻抗 特性阻抗用欧姆(ohm)表示，它由连接器的几何形状及绝缘体材料的参数决定。持性阻抗随频率的不 同而不同。为得到最佳的性能，连接器的特性阻抗必须与系统特的特性阻抗相同。 Insertion Loss 插入损耗 插入损耗被定义为不同频率的信号，经过连接器后被吸收而产生信号的损失。如 VSWR，它直

14、接关系 到阻抗的变化，但是它也依赖于连接器绝缘体材料和导体的特性。插入损耗是描述连接器传输特性的另一 个重要的参数. RF High Potential 射频高电位 射频（RF）连接器应用指南 第 3 页 共 7页 射频高电位（RF High Potential）是指当连接器的频率大于 1MHz 时的最小的电压要求。这种要求确保 连接器没有产生额外的泄漏电流或者是由于高的射频电压而引起的介质损坏。 RF Leakage 射频泄漏 射频泄漏被定义为根据不同的频率，大量的信号从连接器中幅射出来。信号幅射的根源来自于连接器 本身的槽或孔，来自于较差的匹配或通过同轴电缆的屏蔽网。 VSWR 电压驻波比

15、 VSWR 是 Voltage Standing Wave Ratio 的缩写。VSWR 被定义为不同的频率通过连接器的输入信号相 对于反射信号的比值。根据不同的频率，VSWR 直接关系到阻抗的变化。它是描述连接器传输特性的两个 重要的参数之一。 Working Voltage 工作电压 工作电压被定义为在连接器的额定频率范围和大气环境下，它的最大的安全工作电压。尽管某些电压 规格可以提高，但是它满足安全参数的要求，确保连接器能在额定工作电压或更低的工作电压下正常地工 作。 射频（RF）连接器应用指南 第 4 页 共 7页 Connector Configurations and Mounti

16、ng Styles（连接器的结构和安装形式） 同轴连接器的制作有多种结构和安装形式。 许多连接器可以直接地接在电缆上或安装在 PCB 上。 另一 些连接器有不同的结构。大多数连接器提供了插头和插孔式两种版本。插头和插孔的术语涉及到连接器的 连接位置。Johnson Components 定义插头为可移取的机械装置，其提供了连接器的连接方式。插孔使用了 有固定特征的连接设计。接电缆和不接电缆的连接器的两种形式的典型结构和安装方式描述如下。 用 SMA 界面举例。 Cabled(电缆式) Straight 直式 直式电缆连接器是最常用的连接器形式。通常，这种类型的连接器比其它接电缆的类型价格低廉，同 时能提供最佳的电器性能。插头式界面是最普通的，尽管如此，插孔形式也是有的。 Right Angle 直角弯式 直角弯式电缆连接器适用于那些空间紧张，而使用直式电缆连接器作为匹配连接器是非常困难的地方。因 为电缆不能够被弯折