射频同轴连接器技术简介

射频同轴连接器技

术

简

介Evaluation

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2004-2011

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Ltd.目

录一、射频连接器发展概况

二、射频连接器的标准体系Evaluation

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w三i、th射As频po连se接.S器li基de本s概fo念r.及NE技T术3.特5

点Client

Pro四、射C频op连yr接ig器ht主2要00技4-术20指11标Aspose

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Ltd.五、常用射频连接器介绍六、射频连接器的选择与使用一、射频连接器发展概况1939年出现的UHF连接器是最 的RF连接器；二战期间，随着雷达、电台和微波通信的发展，产生了N、C.BNC.TNC等中型系列；1958年后，随着整E机va设lu备at的i小on型o化nl，y.出现了atedwiStMhA、AsSpMBo、seS.MSCl等i小de型s化fo产r品.N；ET3.5ClientPro1964年Co制p定yr了ig美h国t2军0用04标-2准0M1I1LA-Cs-p3o9s0e12P《ty射Ltd.频同轴连接器总规范》七十年代末，毫米波连接器出现；九十年代初，HP公司推出频率高达110GHz的1.0mm连接器，并用于其仪器设备中；九十年代出现表现贴装射频同轴连接器，并大量用一于手机产品中。我国射频同轴连接器的发展八十年代起开始采用国际标准,根据IEC169和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Ev能al在u国at内io使n用on,ly产.品标准atedw水it平h低A,sp且os不e.能S与li国de际s通fo用r产.N品E对T3接.互5C换l；ientProMIL-C-3C9o0p1y2r,i颁gh布t了20G0B41-1231031和1GAJsBp6o8s1e,P使t射yLtd.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。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。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Ev准alMuIaLt-iCo-n39o0n1l2y被.认为是atedwitRhF连As接po器se的.S最li高de标s准fo。r.NET3.5ClientProCopyright

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Ltd.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E型va连lu接at器io方n面on也ly有.一些atedw优it势hA，sp例os如e.：SlDiIdNe4s72f2o3r.N7E/T163(.L52C9l)ie系ntPro列、DCIoNp4y7r2i9g7htS2A0A0系4-列201D1IANs4p1o6s2e6.PtyLtd.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，但美国尚无这些标准出现。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E标va准lu，at按ioInECo1n6l9y-.1制定atedw的itGhBA1s1p3o1s3e。.Slidesfor.NET3.5ClientPro不论是Co国p军yr标ig还ht是20国04标-2，01基1本As上po都se是P照tyLtd. 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。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.连接器的分类光纤(fribreoptic)四大类。频率范围如下:Audio——20KHz以下Vidio——30MHz～500MHz以下Radio——500MHz～300GHzFibre——167THz～375THz 其中应用在Radio波段的连接器称作RF连接器。Evaluation

only.ated连wi接t器h

A种s类po繁se多.,Sl根id据es技f术or特.性NE的T不3同.5,C按li频en率t划Pro分为音频C(oApuydriio)gh、t视20频04(-V2i0d1i1o)A.sp射os频e(PRtadyiLo)t、d.工程中常用的波段划分如下(单位GHz):L

0.39~1.55S 1.55

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56.03.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MIELv-aC-l8u3a5t1i7o(nGoJBn9l7y6.)ated

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连As接po方se式.分Sl为id:es

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Pro卡口C式op(y内r卡ig口ht、2外00卡4口-2)011

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Ltd.螺纹式(右旋螺纹、左旋螺纹)推入式(直插式、带止动式、自锁式)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E滤va波lu、at调i相on位o、nl混y.频、atedwithAspose衰.减Sl、id检e波sf、o限r.幅N等ET)3.5ClientPro4)按尺寸Co大p小yr分ig为h:t2004-2011AsposePtyLtd.标准型(N、UHF、C…)小型(BNC.TNC…)超小型(SMA、SMB、SMC.MCX、BMA、SAA…)微型(SSMA、SSMB、MMCX…)(一)电气方面1.特性阻抗 特性阻抗（Zo）是RF连接器十分重要的基本参数，它直接影响电压驻波比、工作频带、插入损耗等指标。特性阻抗计算公式:四、射频连接器主要指标TEM波,其下限截止频率为零；H11模的截止频率就是同轴线的上限工作频率。公式为:Evaluation

only.atedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro2.工作Co频py带r设ig计ht20R0F4连-2接01器1的As工p作os模e式Pt是yLtd.3.接触电阻RF连接器的接触电阻是指接触点的电阻一般在毫欧级,数值应尽量小。它主要考核接触件的机械性能,测量时应去除体电阻、焊点电阻的影响。Evaluation

only.ated4.wi绝th缘A电sp阻ose.Slidesfor.NET3.5ClientPro主C要o考py核ri介g质ht材2料00特4-性20、1结1构As设po计se优P劣ty及Ltd.装配过程中零件表面是否清洁。绝缘性能差会产生漏电流，轻则产生噪声，严重时无法有效传输信号。5.介质耐压介质耐压考核的对象与绝缘电阻差不多，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EvRaFl连u接at器io的n致on命l缺y.陷。ated6.wi射t频hA高s电po位se耐.压Slidesfor.NET3.5ClientPro一般Co测py试r频ig率ht为250～047.-52M0H1z1，A而sp不o是se介P质tyLtd.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Ev发al展ua,t对io信n号on传ly输.质量要atedw求it愈h来As愈p高os,e.因Sl此i,de射s频fo泄r漏.N指ET标3显.5得C特li别e重ntPro要。该C指o标py具ri有gh双t重20作0用4-,20一1方1A面s大po的se射P频ty泄Ltd.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。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-5E0v-3a的lu插at入i损on耗o则nl达y.0.8dB/m。ate1d0、wi电th压A驻sp波os比e（.SVlSiWRd）esfor.NET3.5ClientProVSWCRo定p义yr为ig传h输t2线0上04电-2压0(1电1A流s)p最os大e幅Pt值y最Ltd.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。接器内研究电缆连接器的VSWR。对于电缆连接器来说,设计师应从连接器、电缆及装接方法三方面系统地考虑VSWR,无论那一方面有缺陷,电缆组件的VSWR都不可能很好,也就是提醒设计和使用人员不应局限在连Evaluationonly.ated

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Ltd.(二)机械结构方面主要考核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)。RF连接器依靠优良的机械结构确保电气和使用特性，因此，机械结构的设计十分重要。结构设计的基本准则有两条：第一条“简单就是可靠”，第二条E“va结lu构a设ti计on必o须nl清y.楚掌握客atedwi户th要A求s，po充se分.S保l证id所es要f求or的.特NE性T”3.。5ClientPro1.啮合C力o与py分ri离gh力t2004-2011AsposePtyLtd.2.连接机构的耐力矩加工工艺及装过程严格控制。3.插合特性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。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、Evaluationonly.ated

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Ltd.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Ev裂al。uationonly.ated5、wi电t缆hA保s持po力se.Slidesfor.NET3.5ClientPro验C证op连yr接i器gh的t电20缆04装-接20是11否A有sp效o可se靠P。tyLtd.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。Evaluation

only.ated2w、it振h动Aspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro防C止o连py接ri器g在ht振2动00环4-境20条1件1下As，po出se现P瞬ty断Ltd.或外观机械损伤。3.冲击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）Evaluation

only.atedwithA进sp行os耐e.湿S试li验de的s目fo的r是.N为E了T3评.价5C连l接ie器ntPro及其材C料o承py受ri高gh温t、20高0热4-条20件1引1A起s的po老se化P效ty应L。td.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）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E聚v四al氟ua乙t烯io(nTFoEn)l，y.精密型连atedw接it器h采As用p交os链e.聚Sl苯i乙de烯s，fo气r密.N封ET连3接.5器C除li外e。ntPro3.壳体材Co料pyright2004-2011AsposePtyLtd.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。(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Evaluation

only.atedwithA要sp控o制se镀.S层l的id厚es度f、or致.密NE性T和3.与5金Cl属i底en层tPro的结合C力op。yright2004-2011AsposePtyLtd.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）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E换va，l工ua作ti频on率only.atedw0i～th11AGsHpzo，se可.配Sl接id3e～s1f2ommr软.N、ET3.5ClientPro半柔和C半op刚yr性i电gh缆t。2004-2011AsposePtyLtd.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）连接与分离的场合,是最通用而又便宜的产品。（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。（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0～4GHz,最大特E点v是al连ua接t方io便n,on一ly般.通过连ated

w接it卡h套As旋p转os不e.到Sl一i圈de即s

可fo连r

接.N好ET。3适.5用C于li频e繁nt

Pro尤其在C仪o器py仪ri表gh、t网20络0和4-计20算1机1

A信s息po领se域P应ty用Ltd.广泛。3、超小型（SMA、SMB、SMC.MCX、BMA、SAA）SMA系列（SubminiatureA）SMA是1958年由美国Bendix公司的JamesCheal发明的,工作频率0～18GHz。SMB系列SMB是一种带止E动va件l的ua推ti入o式no连n接ly器.,体atedw积i小th、A插sp拔os方e.便S、li抗de振s性fo好r、.N占E用T3空.间5小Cl,ie广ntPro泛应用于Co工py作ri频g率ht在200～044-GH2z0的11通A信sp设os备e、Pt仪yLtd.器仪表和导航系统。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,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,E可va实lu现a积ti木on式o、nl模y块.化整ated机wi系t统hA,s快po速se盲.S插l更id换es,f主or要.用NE于T军3.用5产C品li和entProCDMA通信C设op备yr。ig工h作t频20率040-～22021G1HzA。sp内os部e公Pt称yLtd.尺寸及配用电缆与SMA相同。（6）SAA系列（DIN47297）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系列结构特点与SMA相似,但体积更小,工作频率可达40GHz,是目前通用的标准毫米波连接器。（2）SSMB系列结构特点与SMB相似,体积更小巧,在军用电台中普遍采用。（3）M