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射频同轴连接器类型大盘点

我同一些工程师交流技术问题时候,偶尔会有工程师问到射频同轴连接器的事,连接器的类型有哪些?不同连接器类型的区别是什么?推荐选用什么类型的连接器?等等。就此本文我做一个梳理,把我们常用的一些射频同轴连接器类型列举下来,希望对有疑惑的工程师提供帮助。

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射频同轴连接器用于传输射频信号,其传输频率范围很宽,目前开发最高达110GHz,主要用于雷达,通信,航空航天设备,仪器仪表等领域。射频同轴连接器基本结构包括:中心导体(阳性或阴性的中心接触件),绝缘体,最外面是外接触件(该部分起着如同轴电缆外屏蔽层一样的作用,即传输信号,作为屏蔽或电路的接地元件)。

1.N型连接器(最高使用频段至18GHz)

N型连接器,为螺纹连接,可旋转锁定。它是第一批能够用于传输微波频率信号的连接器之一,并于20世纪40年代由贝尔实验室的Paul Neill发明,并以Neill的首字母命名。N型接头支持的信号频率范围为0到11GHz,增强类型可以达到18GHz。特性阻抗有2种,50欧姆(广泛用于移动通信、无线数据、寻呼系统等)与75欧姆(主要用于有线电视系统)。

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2.BNC连接器(最高使用频段至4GHz)

BNC连接器也是经常看到的射频连接器之一,是一种小型的可以实现快速连接的卡口式连接器,BNC的全称是Bayonet Nut Connector(卡扣配合型连接器,这个名称形象地描述了这种接头外形),最初BNC的含义(Bayonet Neill–Concelman)其实是来自于2位发明者,Paul Neill与Carl Concelman的姓的首字母,Paul Neill同时也是N型连接器的发明者。BNC连接器广泛用于无线通信系统、电视、测试设备、其他射频电子设备中同轴连接作用,早期的计算机网络也曾使用BNC连接器。BNC接头支持的信号频率范围为0到4GHz。特性阻抗有2种:50欧姆与75欧姆。

BNC连接器包括:

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3.SMA连接器(最高使用频段至26.5GHz)

SMA连接器是一种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器,它具有频带宽、性能优、高可靠、寿命长的特点。SMA连接器适用于微波设备和数字通信系统的射频回路中连接射频电缆或微带线,在无线设备上常用于单板上的GPS时钟接口及基站射频模块的测试口。SMA连接器于20世纪60年代被发明。SMA接头支持的信号频率范围从直流到18GHz,部分类型可以最高支持到26.5GHz。特性阻抗是50欧姆。

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4.SMB连接器(最高使用频段至4GHz)

SMB是一种小型的推入锁紧式射频同轴连接器,具有体积小、重量轻、使用方便、电性能优良等特点,适用于无线电设备和电子仪器的高频回路中连接同轴电缆用。在无线设备上常用于基站侧E1传输电缆连接基站DDF小传输盒使用。SMB连接器发明于20世纪60年代,尺寸比SMA连接器更小。特性阻抗有2种:50欧姆与75欧姆。在直流到4GHz频率范围内拥有优秀的电气特性。SSMB是迷你版本的SMB连接器,可以支持到12.4GHz。

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5.TNC连接器(最高使用频段至11GHz)

TNC的NC与BNC的NC是一样的,也就是说拥有相同的发明人。TNC连接器是BNC连接器的一个变种,采用了螺纹连接方式。特性阻抗是50欧姆,最佳工作频率范围是0-11GHz。在微波频段,TNC接头比BNC接头性能更好。它具有抗振性强、可靠性高、机械和电气性能优良等特点,广泛地应用于无线电设备和电子仪器中连接射频同轴电缆。

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6.MCX连接器(最高使用频段至6GHz)

MCX连接器发明于1980年代同轴连接作用,它于SMB连接器拥有相同的内部触点及绝缘子尺寸,但比SMB的体积要小30%。由于MCX连接器采用的是推入式连接方式,这就使得连接器的连接与分离非常迅速,缩短了连接器的安装时间。MCX连接器在频率达到6GHz 时仍然具有良好的电性能,还可以适配包括半刚电缆和软电缆等多种电缆,连接可靠,寿命长。

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7.SMP连接器(此连接器前面文章详细说明)

SMP系列连接器是一种新型盲配射频同轴连接器,为模块化密集安装的应用场合提供了理想的解决方案。最小尺寸的SMP型连接器的安装密度可以达到连接器中心间距4.3mm,且使用的频带宽,可在高达DC~40GHz范围内工作。从而被广泛应用于密集装配、矩阵天线、人造卫星、军用雷达、机载设备等场合。

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8.7/16 DIN连接器(最高使用频段至6GHz)

DIN型(也叫7/16或L29)系列同轴连接器是一种较大型50欧姆阻抗的螺纹连接器,具有坚固稳定、低损耗、工作电压高等特点,且大部分具有防水结构,可用于户外作为中、高能量传输的连接器,广泛用于微波传输和移动通信系统中。常用于基站天馈线接头,天线接头等。DIN是德国标准化学会的缩写,是其制定的一系列的连接器标准。DIN接头和N型接头非常相似,DIN头直径大,约是N头直径的2倍。

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9.3.5mm连接器(最高使用频段至33GHz)

3.5mm连接器是外导体内径为3.5mm,特性阻抗为50Ω。 上世纪70年代中期,由美国Hewlett-Packard和Amphenol公司(主要是由HP公司研制的,早期的生产在Amphenol公司进行)推出了3.5mm连接器,工作频率可达33GHz,这是最早的可用到毫米波段的一种射频同轴连接器。与SMA连接器(包括Southwest Microwave的“Super SMA”)的一个明显的区别是:3.5mm采用空气介质。

3.5mm连接器的外导体较SMA连接器厚,机械强度好于SMA连接器。所以不仅电气性能优于SMA连接器,而且机械耐久性、性能的可重复性均高于SMA连接器,因此较适合于测试行业使用。

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10.2.92mm连接器(最高使用频段至46GHz)

2.92mm连接器(一些厂家称这种连接器为K型连接器,也有一些厂家称之为SMK、KMC、WMP4连接器等)是外导体内径为2.92mm、特性阻抗为50Ω、连接机构为1/4-36UNS-2英制螺纹的射频同轴连接器。其结构与3.5mm连接器相似,只不过更小一些。

1983年,Wiltron公司William.Old.Field高级工程师在总结和克服先前推出的毫米波连接器的基础上,研制出一种新型的2.92mm/K型连接器(K型连接器是Wiltron公司的商标),其内导体直径为1.27mm,可与SMA和3.5连接器相插合。2.92mm连接器在DC~46GHz频带范围内,具有良好的电性能,且能与SMA连接器、3.5mm连接器机械兼容,很快地被广大制造商认可,成为国际上应用最为广泛的毫米波连接器之一。

2.92mm连接器工作可靠性很高,由于2.92mm接头在插孔开了4个槽、弹性较好,而插入力仅0.5磅(2.224N),所以K型接头内导体磨损可大大降低,而可靠性则提高约12倍,同时K型接头导体壁厚比SMA接头厚4倍从而使K型接头连接器可靠性比SMA接头提高了约30倍。

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11.2.4mm连接器(最高使用频段至50GHz)

外导体内径为2.4mm,阻抗50欧姆的连接器,与2.4mm连接器之间机械兼容的,就是1.85mm连接器,是外导体内径为1.85mm,两者阻抗均为50欧姆。它们内径尺寸小,所以工作频率更高,标称频率分别可达50GHz和67GHz。切记的是,他们绝不能与2.92mm,3.5mm或者SMA连接器互相连接,否则直接带来连接器损坏的后果!

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12.1.85mm连接器(最高使用频段至67GHz)

该连接器是外导体内径为1.85mm,阻抗50欧姆的连接器了。它们内径尺寸更小,所以工作频率更高,工作频率可达67GHz。

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13.1.0mm连接器(最高使用频段至110GHz)

该连接器采用螺纹连接,使用频段DC~110GHz,VSWR<1.5

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