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微波毫米波同轴连接器的基础知识及选择方法

发表时间:2015-7-9    浏览次数:1382

说到微波电路,就不能不提及同轴连接器。不管你的电路是在哪个频段,只要它是需要在频谱仪,网络分析仪等仪器上面测量,你就需要用到同轴连接器。

同轴连接器的种类有很多:SMA、SMB、SMC、APC-7、K接头等等。不管你使用的是哪种连接器,在使用前都需要注意其适用的频率范围。连接器的频率范围都受限于同轴结构中的第一个圆形波导传播模式的激励。减小外导体直径将增加可使用的最高频率; 用绝缘体填充空间会降低可使用的最高频率和增加系统损耗。而所有连接器的性能都受接插件接口质量的影响。如果内外导体的直径偏离设计要求的尺寸、电镀质量差、或连接处间隙大,都会使接口的反射系数和电阻性损耗降级。这就是为什么同样的一种连接器,质量好的能够用在更高的频率,而且驻波系数更小的原因,当然假如你的电路频率比较低原创:关于微波毫米波同轴连接器的知识,或者就只是一个测试版,在要求不高的情况下,你直接在城隍庙买几个十几块的那种也就冇所谓啦。

下面简单介绍下几种在测量和测试应用中常用的连接器。

APC-7 (7mm) 连接器

在所有18GHz连接器中,APC-7( Amphenol 精密连接器-7 mm)具有最低的反射系数,可提供重复性最好的测量。这种连接器在1960 年代由HP 和Amphenol 两公司联合开发。这是采用无极性设计的连接器,能适合有最苛刻要求的应用,尤其是计量和校准应用的要求。

N 型连接器

N型(美国海军) 50Ω连接器是1940年代为低于4GHz军事系统所设计的连接器。1960年代的改进把性能推进到12GHz,以后更达到了18GHz。有些75Ω产品使用具有较小中心导体直径的N 型设计,但与50Ω连接器不兼容。

SMA 连接器

相信这是大家平时接触最多的连接器的,只要是做电路基本都会用过它,(除非你是做毫米波电路的,才有可能没用过原创:关于微波毫米波同轴连接器的知识)Bendix Scintilla 公司设计的SMA(微型A) 连接器是射频/ 微波最常用的连接器之一。它采用半刚性电缆,适用于非频繁的连接。由于固定介质支柱的困难,在使用到24 GHz时,大多数SMA连接器的反射系数要高于其它连接器。

3.5 mm 连接器

3.5 mm 连接器主要由HP,即现在的Agilent公司开发,早期由Amphenol制造。它的设计策略是用常规SMA尺寸实现高可靠的物理接口,以实现数千次的重复连接,并达到34GHz。

1.0 mm 馈通

馈通适配器的一端是1.0mm 的阴性接头,另一端上是玻璃至金属的密封接口。它适用于从同轴至微带线封装或电路板的超高频(达110 GHz) 信号跳变。

2.92 mm 连接器

也就是我们平常所用的K接头。1983年,Wiltron 公司的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,研制出的一种新型的K型连接器。它能在DC-46GHz频带范围内使用,具有良好的电性能,且能与现在已广泛使用的SMA连接器兼容,而且很快地被广大制造商认可,且成为目前国际上应用最为广泛的毫米波接头之一。2.92mm连接器能与SMA和3.5 mm连接器适配。在46GHz频段使用时性能优良,而且价格比3.5mm连接器要便宜;在18GHz以下使用时,性能要优于SMA接头。所以,当你看到K接头与SMA接头外型相差不多,但是价格贵了几十倍时千万不要诧异,那可是高级货啊。

2.4 mm 连接器

2.4 mm 连接器是HP、Amphenol和M/A-COM三公司联合开发用于50 GHz的连接器。这项设计通过增加外壁厚度和强化插槽解决了SMA 和2.92 mm 连接器的脆弱性问题。它能与SMA、3.5mm和2.92 mm连接器精确适配。但由于生产2.4mm连接器的厂商不如K型连接器的多,价格较高,所以应用没有K型连接器广泛。

1.85 mm 连接器

1.85 mm 连接器是1980 年代中期由HP公司,即现在的Agilent 公司开发的一种连接器,它的工作频率达到65GHz。1988年HP公司把这项设计提供给公众领域,以推进连接器类型的标准化; 通过研制,几家制造商可提供几种这样的器件。1.85mm连接器与2.4 mm连接器适配,并具有同样的坚固性。近几年来,1.85mm连接器已通过优化达到67 GHz 频率。许多专家认为这种连接器是达到67GHz一般使用所可能的最小同轴连接器。

1.0 mm 连接器

1.0 mm 连接器设计用于支持所有达110 GHz 方式的传输,这是能实现可靠和灵活互连的精密制造业的重要成果。

简单地总结一下:假如你所需测量测试的电路是在18GHz以下,你可以选择SMA连接器、N型连接器及APC-7连接器,具体选用那种,根据你的电路类型、成本等来考虑,假如你的老板钱多得没处花,你也可以用K型连接器等原创:关于微波毫米波同轴连接器的知识。假如你测量和测试的是在毫米波频段,那你可以选择K型连接器或者2.4mm连接器。为什么不选3.5mm连接器?因为与K型连接器相比,它既没价格优势,也没有性能优势(适用的频率也没K型连接器高)。

参考资料

1】  Agilent 射频与来源:新浪博客 横刀问道