Typen RF-connectoren uitgelegd: SMA, N-type, BNC, TNC, 1,0 mm tot 2,4 mm gids

Als u een kleine 5G-cel, een testrek of een satelliet-aardterminal bouwt, is de connector aan het uiteinde van de coaxkabel meestal het laatste gespecificeerde item en het eerste dat problemen veroorzaakt. Een stekker van 2,4 mm past niet met een poort van 1,0 mm, een BNC van 75 ohm zal een pad van 50 ohm niet behouden, en een interface met een snelheid van 4 GHz zal van een 6 GHz-verbinding een reflectieprobleem maken in plaats van een verbinding.

Het korte antwoord: het meeste RF-werk maakt tegenwoordig gebruik van een van de vijf interfacefamilies. SMA en zijn subminiatuurverwanten (MKB, SMP, SMPM), N-type, TNC, BNC en de precisieplanaire typen (3,5 mm, 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm en 1,0 mm). Wat hen scheidt is het frequentieplafond, de impedantie, het koppelingsmechanisme, de duurzaamheid van de paring en de afdichting tegen omgevingsinvloeden. Alles hieronder doorloopt deze vijf punten met het detailniveau dat nodig is voor een specificatieblad of een inkooporder.

Snelkoppeling van de lezer

Het frequentieplafond beperkt eerst de lijst, de kabeldiameter en connectorseries moeten overeenkomen, en de omgeving beslist of een afgedichte of hermetische interface vereist is. Als je die drie goed hebt, gaan de overige keuzes vooral over koppel, paringscycli en prijs.

Het frequentieplafond komt op de eerste plaats

Elke interfacefamilie heeft een gedefinieerde bovenfrequentie waarbij de geometrie zich niet langer gedraagt als een zuivere lijn van 50 ohm. Boven dat punt beginnen modi van hogere orde zich binnen het connectorlichaam te verspreiden en stijgt de VSWR snel, zelfs als de kabel zelf nog steeds perfect goed is. De paringsgeometrie van de gewone families is gestandaardiseerd, daarom past een 3,5 mm-stekker van de ene leverancier met een 3,5 mm-aansluiting van een andere; interface-afmetingen voor SMA, N-type, BNC en TNC zijn gedefinieerd in MIL-STD-348 en de IEC 61169-serie.

De plafonds die ingenieurs het vaakst citeren zijn: BNC ongeveer 4 GHz, TNC en N-type ongeveer 11 GHz, SMA 26,5 GHz, 2,92 mm 40 GHz, 2,4 mm 50 GHz, 1,85 mm 67 GHz en 1,0 mm 110 GHz.

Figuur 1. Bovenste frequentielimiet per type RF-connector (GHz)

1,0 mm 110

1,85 mm 67

2,4 mm 50

2,92 mm 40

SMA 26.5

N-type 11

TNC 11

BNC 4

Waarden volgen de limietfrequenties die gewoonlijk voor deze interfaces worden gepubliceerd in connectorgegevensbladen en RF-interfacestandaarden.

Zet de werkfrequentie van het ontwerp tegenover deze lijst en kies de eerste interface die deze met marge opruimt. Een 26,5 GHz SMA die een 24 GHz-signaal draagt, heeft bijna niets meer over voor de impedantiehobbel van een koude soldeerverbinding of een versleten testkabel.

SMA en de subminiatuurfamilie

SMA is de standaard 50 ohm schroefdraadinterface voor instrumentatie, antennes en radio's tot 26,5 GHz. Het maakt gebruik van een 1/4-36 schroefdraadkoppeling, een PTFE-diëlektricum en een middenpen van ongeveer 0,9 mm. De zwakke punten zijn eerder mechanisch dan elektrisch: de koppelmoer is klein, het aanbevolen koppel ligt rond de 0,8 tot 1,1 Nm (7 tot 10 in-lb), en een sleutel die met te veel enthousiasme wordt gebruikt, zal de zeskant vervormen en het referentievlak verschuiven. Die ene gewoonte is verantwoordelijk voor een groot deel van de rapporten over 'deze connector heeft plotseling een hoog rendementsverlies'.

SMB is de snap-on-versie op dezelfde schaal, met een snelheid van ongeveer 4 GHz en wordt gebruikt waar snelle koppeling belangrijker is dan bandbreedte. SMP en SMPM zijn board-to-board blind-mate interfaces die worden gebruikt in compacte RF-modules en phased arrays. SMP werkt tot ongeveer 40 GHz en SMPM tot ongeveer 65 GHz, waarbij een veerbelaste mannelijke zijde de axiale tolerantie absorbeert die een blinde partner niet kan beheersen. Waar SMA niet genoeg is, maar een connector met volledige precisie moeilijk te rechtvaardigen is, passen de versies van 3,5 mm en 2,92 mm met SMA en breiden ze het plafond uit tot ongeveer 33 GHz en 40 GHz.

SMA-connector De SMA RF-coaxiale connector is een RF-coaxiale connector met een verbindingsmechanisme met schroefdraad, ontwikkeld en geproduceerd volgens de Amerikaanse militaire standaard MIL-C-39012. Het ha... Bekijk Product →

N-type, TNC en BNC: grotere typen met schroefdraad en bajonet

N-type connectoren gebruiken een 5/8-24 draad en een veel groter diëlektricum. Daarom verwerken ze veel meer stroom dan SMA en blijven ze buitenshuis stabiel. Het standaardplafond is 11 GHz, terwijl precisieversies 18 GHz bereiken. Als het op de juiste manier is gekoppeld en weerbestendig is, is een N-type paar de normale keuze voor antennevoedingen van basisstations, startkabels en buitenradio-eenheden, en het tolereert de kabelbeweging die een subminiatuurinterface zou vernietigen.

TNC is in wezen een BNC met schroefdraad: dezelfde lichaamsgrootte, maar een schroefkoppeling die onder trillingen blijft zitten, en daarom verschijnt deze op mobiele radioapparatuur en draagbare testapparatuur met een snelheid van ongeveer 11 GHz. BNC behoudt zijn kwartslagbajonet voor snelle patching en stopt op ongeveer 4 GHz in 50 ohm-vorm. De 75 ohm BNC die voor video wordt gebruikt, ziet er vrijwel identiek uit; het mengen van de twee impedanties in één RF-pad creëert een mismatch die geen enkele kabelkwaliteit kan oplossen.

N-type RF-coaxiale connector De N-type RF-coaxiale connector is een RF-coaxiale connector met een schroefdraadverbindingsmechanisme, ontwikkeld en geproduceerd in overeenstemming met de Amerikaanse militaire standaard... Bekijk Product →

Precisietypes voor millimetergolfwerk

Boven ongeveer 26,5 GHz moet de interface luchtdiëlektrisch zijn en met nauwe toleranties worden bewerkt. De families van 1,0 mm, 1,85 mm, 2,4 mm en 2,92 mm delen hetzelfde idee: geen polymeer rond de centrale geleider, strak gecontroleerde hielgeometrie en een referentievlak gedefinieerd op het pasvlak in plaats van ergens in de wartelmoer.

2,4 mm tot 50 GHz

1,85 mm tot 67 GHz

1,0 mm tot 110 GHz

Compatibiliteit is waar geld stilletjes verloren gaat. SMA, 3,5 mm en 2,92 mm zijn met elkaar te combineren. 2,4 mm en 1,85 mm passen bij elkaar. 1,0 mm past alleen bij 1,0 mm. Het forceren van een versleten SMA die buiten de tolerantie valt op een testpoort van 2,92 mm of 2,4 mm kan die precisie-interface permanent scoren, en een beschadigde testpoort maakt stilletjes elke meting die daarna wordt uitgevoerd ongeldig.

Hermetisch afgesloten en andere specialistische typen

Sommige RF-paden mogen niet lekken. Hermetisch afgesloten connectoren vervangen de polymeerkraal door een glas-op-metaalafdichting, zodat het diëlektricum wordt versmolten met de metalen schaal en de middelste pin in plaats van erin te worden gedrukt. Typische specificaties voor heliumleksnelheden voor dergelijke onderdelen staan in de 10 ^-9 atm-cc/s bereik, en de mechanische sterkte komt van de afdichting zelf en niet van een elastomeer dat zal verouderen.

Deze onderdelen verschijnen in vacuümkamers, druktransmitters, cryogene systemen, lucht- en ruimtevaartladingen en elke behuizing waar condensatie de diëlektrische constante en dus de impedantie van de lijn zou veranderen. De hermetische varianten SMP en SMPM komen veel voor in dichte microgolfassemblages waarbij een enkel afgedicht schot meerdere coaxiale leidingen tegelijk moet passeren.

Figuur 2. Isometrisch aanzicht van een hermetisch afgesloten coaxiale connector

Schematische opengewerkte referentie voor een met glas afgedichte coaxiale doorvoer; verhoudingen zijn illustratief.

SMPM hermetisch afgesloten connector SMPM (SubMiniature Push-on Micro) afgedichte connector is een geminiaturiseerde RF-connector met volledig echappement, semi-echappement en lichtgat, ontworpen voor hoogfrequente, c... Bekijk Product →

RF-connectortypen naast elkaar vergeleken

Tabel 1. Werkvergelijking van veelgebruikte 50 ohm RF-connectortypen; frequentielimieten weerspiegelen de waarden die normaal gesproken worden gepubliceerd in interfacestandaarden en datasheets van connectoren.
Interface	Koppeling	Typische maximale frequentie	Waar het wordt gebruikt
SMA	1/4-36 draad	26,5 GHz	Testapparatuur, antennes, radiofrontends
SMB	Opklikbaar	4 GHz	Dichte rekken, snel te verbinden instrumentpoorten
SMP/SMPM	Blinde maat	40 GHz / 65 GHz	Board-to-board-modules, gefaseerde arrays
N-type	5/8-24 draad	11 GHz (18 GHz precisie)	Buitenvoeders, krachtige radio
TNC	7/16-28 draad	11 GHz	Mobiele radio, trillingsgevoelige apparatuur
BNC	Bajonet	4 GHz	Lab-patching, video en instrumentatie
2,92 mm	1/4-36 draad	40 GHz	Precisietestpoorten, mmWave-banken
2,4 mm	M8 draad	50 GHz	Hoogwaardige VNA-poorten, radarmodules
1,85 mm	M7-schroefdraad	67 GHz	Autoradar, 60 GHz-verbindingen
1,0 mm	M5,5 draad	110 GHz	Sub-THz-onderzoek, golfgeleiderovergangen

Wat feitelijk de keuze voor een project bepaalt

Frequentie beperkt de lijst tot twee of drie kandidaten. Vijf praktische beperkingen kiezen meestal het laatste deel.

Compatibiliteit met kabels. Connectorseries volgen de kabeldiameter, niet de voorkeur. RG-316 en vergelijkbare flexibele kabels zijn geschikt voor SMA; RG-58 en RG-213 zijn geschikt voor BNC-, TNC- en N-type; verliesarme golfkabel eindigt bijna altijd in N-type of 7/16.
Impedantieconsistentie over de hele keten. Eén onderdeel van 75 ohm in een pad van 50 ohm produceert een mismatch die zich manifesteert als retourverlies op precies de frequentie die u belangrijk vindt.
Paringscycli en koppel. Standaard SMA- en N-type interfaces worden over het algemeen rond de 500 paringscycli vermeld; precisie-millimetergolfinterfaces slijten sneller en kosten veel meer om te vervangen.
Omgeving. Buitenunits hebben een interface nodig die afdicht wanneer ze op elkaar worden aangesloten, plus de juiste hoes of tape-verpakking. Vacuüm- en drukgrenzen hebben een glas-op-metaalafdichting nodig.
Bescherming van testpoorten. Bewaar een opofferingsadapter op bankinstrumenten en inspecteer precisie-interfaces onder vergroting vóór elke partner.

Figuur 3. Kwalitatieve afwegingen tussen SMA-, N-type- en precisie-millimetergolfinterfaces

SMA N-type

Kwalitatieve technische vergelijking gebaseerd op standaard interfacekarakteristieken, niet op gemeten laboratoriumgegevens.

Demping, retourverlies en mechanische slijtage zijn nauwer met elkaar verbonden dan de meeste specificaties suggereren; de praktische oorzaken van verlies in een coaxiaal pad worden in deze opmerking behandeld Signaalverzwakking van de RF-connector . Voor projecten die een specifieke interface, beplating of kabelafsluiting nodig hebben, verkort het werken met een fabrikant die zijn eigen onderdelen bewerkt meestal de lus tussen tekening en eerste artikel. Hanson Communicatie, een Fabrikant van RF-coaxiale connectoren gevestigd in Ningbo, produceert SMA, N-type, TNC, BNC, precisie en hermetisch afgesloten interfaces, evenals adapters en kabelassemblages met laag verlies.

Veelgestelde vragen over typen RF-connectoren

Q1. Wat zijn de meest voorkomende typen RF-connectoren?

SMA, N-type, BNC en TNC dekken het meeste algemene werk, waarbij 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm en 1,0 mm worden gebruikt voor millimetergolfpaden. SMA werkt tot 26,5 GHz, N-type en TNC tot ongeveer 11 GHz, en BNC tot ongeveer 4 GHz.

Vraag 2. Wat is het verschil tussen een SMA- en een N-type connector?

SMA is een subminiatuurinterface met 1/4-36 schroefdraad en een snelheid van 26,5 GHz. N-type is een grotere 5/8-24 interface met een snelheid van ongeveer 11 GHz met een veel hogere belastbaarheid en veel betere prestaties buitenshuis.

Q3. Zijn connectoren van 1,85 mm en 2,4 mm compatibel?

Ja, 1,85 mm en 2,4 mm delen dezelfde paringsgeometrie en kunnen aan elkaar worden gekoppeld. 1,0 mm is alleen compatibel met 1,0 mm, en een SMA mag nooit op een van deze worden geforceerd.

Q4. Wat is de maximale frequentie van een BNC-connector?

Een 50 ohm BNC heeft normaal gesproken een vermogen van ongeveer 4 GHz. De 75 ohm BNC die voor video wordt gebruikt, is over het algemeen beperkt tot ongeveer 1 GHz en is niet uitwisselbaar met de 50 ohm-versie.

Vraag 5. Moeten RF-connectoren altijd 50 ohm zijn?

De meeste test-, radio- en antennesystemen zijn 50 ohm. Er bestaan 75 ohm-interfaces voor video en uitzending, en het mixen van de twee in één pad zorgt voor een mismatch die zich manifesteert als een hoge VSWR en extra signaalverlies.

Vraag 6. Wanneer moet ik een hermetisch afgesloten RF-connector specificeren?

Wanneer het RF-pad een vacuümgrens overschrijdt, een drukbehuizing of een behuizing waar het binnendringen van vocht het diëlektricum en de impedantie zou veranderen, zoals vacuümkamers, druktransmitters en ruimtevaartladingen.