通信射频连接器—射频连接器主要性能

1. 射频同轴连接器起源

射频和微波同轴连接器的发明要追溯到第二次世界大战期间的20世纪40年代，随着雷达和各种无线电通信设备的诞生，最早出现了N型和BNC等连接器。它是射频信号传输的重要部件，目前在通信、广播、商业、军事都有广泛的应用。

射频同轴连接器有着规范的行业标准，在界面尺寸上有各自的规范，囊括了多种类型，需要在不同的场合使用合适的连接器。

1. 连接器基本结构

常用的连接器有着不同的类型，按照物理结构来区分，可以分为有极性，无极性，反极性。我们比较常见的SMA连接器，就属于有极性这一类；如果按照连接方式来区分，SMA连接器就属于螺纹式的。表1和图1就列举了一些常见连接器的分类。

表1. 常用连接器结构分类

图1(a)螺纹连接 图1(b)

卡口连接 图1(c)

摁扣连接

图1(d)快锁连接 图1(e)

盲插连接

射频连接器的主要

1. 参数

• 工作频率范围：射频同轴连接器的下限截止频率是零，上限工作频率一般为截止频率的95%。工作频率取决于连接器的结构。任何连接器的频率范围都受限于同轴结构中出现的第一个圆波导模，减小电缆的尺寸可以提高连接器的截止频率，用介质填充则会降低使用频率和增加损耗。所以，一般来说，外导体的尺寸越小，连接器工作频率越高；填充介质的介电常数越低，工作频率越高，插损也越低。
• 特性阻抗：常见的连接器特性阻抗为50Ω与75Ω。
• VSWR(驻波比)：VSWR是连接器最重要的指标之一。
• 接触电阻：接触电阻是指其接触点的电阻，分别指内导体和外导体的接触电阻，通常为mΩ级，同时外导体的接触电阻要小于内导体。
• 绝缘电阻：绝缘电阻是指绝缘材料的电阻，该指标不好时会产生漏电流。

1. 常用连接器
2. N型连接器

图2 N型连接器

• 最高频率：普通型11GHz/精密型18GHz
• 介质：PTFE

简介：起源于1942年，由其发明者Paul Neill的名字命名。起初的工作频率为4GHz,到了60年代后改良为11GHz，精密型可工作到18GHz，是应用最为广泛的连接器之一。有50Ω和75Ω两种规格，不可互连。外导体内径为7mm。

• N型类似于中国标准的L16，但是二者不能兼容，需要专用的N-L16转接器。

1. BNC型连接器

图3 BNC型连接器

• 最高频率：普通型4GHz/精密型8GHz
• 介质：PTFE
• 简介：起源于20世纪50年代，成为插入式（卡式）的N型连接器。常用于低频电路中，外导体内径为6.5mm。
• 类似中国标准的Q9型，但不完全兼容。

1. TNC型连接器

图4 TNC型连接器

• 最高频率：普通型11GHz/精密型18GHz
• 介质：PTFE
• 简介：TNC(Thread Neill-Concelman, 螺旋连接器)是BNC型连接器的改良型，其频率特性和N型基本相同。外导体内径为6.5mm。
• 同时，TNC接头有着良好的抗震性能。

1. APC/7mm型连接器

图5 APC/7mm型连接器

• 最高频率：18GHz
• 介质：PTFE
• 简介：起源于20世纪60年代，Amphenol标准，无极性，是所有到18GHz的连接器中驻波最低的，俗称“平接头”。常见于网络分析仪。外导体内径为7mm。

1. HN型连接器

图6 HN型连接器

• 最高频率：4GHz
• 介质：PTFE
• 简介：HN型连接器是20世纪50年代推出的N型连接器的高压版，可工作到5kV的电压，尺寸接近N型，但其功率容量更大。

1. LC型连接器

图7 LC型连接器

• 最高频率：1GHz
• 介质：PTFE
• 简介：耐高压连接器，其功率容量大于HN。LC和HN常用于大功率应用场合，而在其他领域较为少见。

1. DIN7-16型连接器

图8 DIN7-16型连接器

• 最高频率：8GHz
• 介质：PTFE
• 简介：DIN7-16(Deutsche Industries Norm, 德国工业标准)型连接器由Spinner发明的6-16(60Ω)型连接器衍变而来，其内导体的外径为7mm，外导体的内径为16mm，是所有连接器中无源互调（PIM）性能最好的连接器。常见于蜂窝基站和广播电视发射机，可兼容中国标准的L29。

1. MCX型连接器

图9 MCX型连接器

• 最高频率：6GHz
• 介质：PTFE
• 简介：插入式的“微同轴”连接器，起源于20世纪80年代，有50Ω和75Ω两种规格。

1. MMCX型连接器

图10 MMCX型连接器

• 最高频率：6GHz
• 介质：PTFE
• 简介：比MCX更小的连接器，由于尺寸小、成本低廉而被广泛应用。起源于20世纪90年代，也被称之为MicroMate。

1. SMA型连接器

图11 SMA型连接器

• 最高频率：普通型18GHz/精密型26.5GHz
• 介质：PTFE
• 简介：起源于20世纪60年代，设计者是Bendix Scintilla公司，称为超小型A型连接器，可能是全球应用最为广泛的一种连接器。
• 其外导体内径为4.13mm。

1. SMB型连接器

图12 SMB型连接器

• 最高频率：4GHz
• 介质：PTFE
• 简介：SMB(Subminiature B)超小型B型连接器，是一种插入式结构，外导体内径为3mm，有50Ω和75Ω两种规格。

1. SMC型连接器

图13 SMB型连接器

• 最高频率：10GHz
• 介质：PTFE
• 简介：SMC(Subminiature C)超小型C型连接器，不常用，有插孔或插头两种类型，外导体内径为3mm。

1. SSMA型连接器

图14 SSMA型连接器

• 最高频率：38GHz
• 介质：PTFE
• 简介：一种比SMA更小的连接器，外导体内径为2.79mm。

1. 3.5mm连接器

图15 3.5mm连接器

• 最高频率：34GHz
• 介质：空气
• 简介：一种精密连接器，可以和SMA物理兼容。
• 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，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。

1. 2.92mm/K型连接器

图16 2.92mm/K连接器

• 最高频率：40GHz
• 介质：空气
• 简介：2.92mm型连接器起源于1974年，由Maury在1974年发明。兼容SMA和3.5mm连接器。K型连接器在1983年，由Wiltron公司的高级工程师William.Old.Field发明，兼容2.9mm连接器。之所以称为K，是因为可以覆盖K波段。

1. GPO/OSMP/SMP型连接器

图17 GPO/OSMP/SMP型连接器

• 最高频率：40GHz
• 介质：PTFE
• 简介：推入式射频同轴连接器，无螺纹推入连接，体积小、连接方便，电性能优良，可应用于DC ～ 40GHz 的PCB 板连接和面板连接，尤其适合T/R 模块化密集安装。

1. 2.4mm型连接器

图18 2.4mm型连接器

• 最高频率：50GHz
• 介质：空气
• 简介：1986年由Julius Botke和Paul Watson发明，兼容1.85mm连接器，也被称之为OS-50型，外导体内径为2.4mm。

1. 1.85mm/V型连接器

图19 1.85mm/V型连接器

• 最高频率：70GHz
• 介质：空气
• 简介：1.85mm型连接器可兼容2.4mm的连接器。
• V型连接器采用Anritsu标准，兼容1.85mm，由于可覆盖V波段而得名。

1. 1.35mm连接器

图20 1.35mm(f)转1mm(m)转接器

• 最高频率：90GHz
• 介质：空气
• 简介：由德国国家计量院、德国联邦物理技术研究院、罗德与施瓦茨公司、罗森伯格高频技术公司 及 SPINNER 公司于2020年左右主导推出。

1. 1mm连接器

图21 1mm转接器

• 最高频率：110GHz
• 介质：空气
• 简介：1989年由Paul Watson发明。

1. 0.8mm连接器

图22 0.8mm连接器

• 最高频率：145GHz
• 介质：空气
• 简介：顶级的微波连接器，当前Anritsu公司的ME7838D系列宽带矢网，就是使用0.8mm的同轴校准件。

1. 总结

同其它电子元件相比，射频同轴连接器的发展史较短。经过各国专家几十年的共同努力，使它形成了独立完整的专业体系，成为连接器家族中的重要组成部分，是同轴传输系统不可缺少的关键元件。

作为传输线电气连接或分离的元件，射频同轴连接器主要起桥梁作用。普尚SP800P系列高性能网络分析仪，频率覆盖2Hz至50GHz，极低的迹线噪声(带宽为1 KHz时，迹线噪声仅为0.0003 dBrms)，良好的源匹配性能和极高的温度稳定度(<0.03 dB/℃)都为表征这些高精度射频连接器性能提供了坚实的保障，帮助您在面向高级研发和生产需求时，解决不同的测试挑战。如有更多技术咨询，欢迎联系我们，普尚期待与您的交流！