Złącze antenowe to złącze elektroniczne służące do łączenia urządzeń i kabli radiowych. Jego główną funkcją jest przesyłanie sygnałów o wysokiej częstotliwości.
Złącze charakteryzuje się doskonałym dopasowaniem impedancji, co minimalizuje odbicia i straty sygnału podczas transmisji między złączem a kablem. Zazwyczaj posiadają one dobre właściwości ekranujące, zapobiegające wpływowi zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych na jakość sygnału.
Do najpopularniejszych typów złączy antenowych należą SMA, BNC, typu N, TNC itp., które odpowiadają różnym wymaganiom zastosowań.
W tym artykule przedstawimy Ci również kilka powszechnie używanych złączy:
Częstotliwość użytkowania złącza
Złącze SMA
Złącze koncentryczne RF typu SMA to złącze RF/mikrofalowe zaprojektowane przez Bendix i Omni-Spectra pod koniec lat 50. XX wieku. Było to jedno z najpopularniejszych złączy w tamtym czasie.
Pierwotnie złącza SMA stosowano w półsztywnych kablach koncentrycznych o średnicy 0,141″, wykorzystywanych głównie w zastosowaniach mikrofalowych w przemyśle wojskowym, z wypełnieniem dielektrycznym w postaci teflonu.
Ze względu na niewielkie rozmiary i możliwość pracy w wyższych częstotliwościach (zakres częstotliwości od DC do 18 GHz w przypadku kabli półsztywnych oraz od DC do 12,4 GHz w przypadku kabli elastycznych), złącze SMA szybko zyskuje na popularności. Niektóre firmy są obecnie w stanie produkować złącza SMA w zakresie DC ~ 27 GHz. Nawet rozwój złączy milimetrowych (takich jak 3,5 mm, 2,92 mm) uwzględnia kompatybilność mechaniczną ze złączami SMA.
Złącze SMA
Złącze BNC
Pełna nazwa złącza BNC to Bayonet Nut Connector (złącze zatrzaskowe; nazwa ta obrazowo opisuje kształt tego złącza), nazwane tak na cześć mechanizmu blokującego mocującego je w bagnecie oraz jego wynalazców, Paula Neilla i Carla Concelmana.
to popularne złącze RF, które minimalizuje odbicie/stratę sygnału. Złącza BNC są zazwyczaj stosowane w aplikacjach o niskiej i średniej częstotliwości i są szeroko stosowane w systemach komunikacji bezprzewodowej, telewizorach, sprzęcie testowym i sprzęcie elektronicznym RF.
Złącza BNC były również stosowane we wczesnych sieciach komputerowych. Złącze BNC obsługuje częstotliwości sygnału od 0 do 4 GHz, ale może również pracować do 12 GHz, jeśli zostanie zastosowana specjalna, wysokiej jakości wersja zaprojektowana dla tej częstotliwości. Istnieją dwa rodzaje impedancji charakterystycznej: 50 omów i 75 omów. Bardziej popularne są złącza BNC o impedancji 50 omów.
Złącze typu N
Złącze antenowe typu N zostało wynalezione przez Paula Neala w Bell Labs w latach 40. XX wieku. Złącza typu N zostały pierwotnie zaprojektowane z myślą o potrzebach wojska i lotnictwa, do łączenia systemów radarowych i innych urządzeń radiowych. Złącze typu N jest wyposażone w połączenie gwintowane, zapewniające dobre dopasowanie impedancji i ekranowanie, i nadaje się do zastosowań o dużej mocy i niskiej częstotliwości.
Zakres częstotliwości złączy typu N zazwyczaj zależy od konkretnych standardów projektowych i produkcyjnych. Ogólnie rzecz biorąc, złącza typu N mogą obejmować zakres częstotliwości od 0 Hz (prąd stały) do 11 GHz do 18 GHz. Jednak wysokiej jakości złącza typu N mogą obsługiwać wyższe zakresy częstotliwości, sięgające ponad 18 GHz. W zastosowaniach praktycznych złącza typu N są wykorzystywane głównie w aplikacjach o niskiej i średniej częstotliwości, takich jak komunikacja bezprzewodowa, nadawanie, komunikacja satelitarna i systemy radarowe.
Złącze typu N
Złącze TNC
Złącze TNC (Threaded Neill-Concelman) zostało wynalezione wspólnie przez Paula Neilla i Carla Concelmana na początku lat 60. XX wieku. Jest to ulepszona wersja złącza BNC, wykorzystująca metodę połączenia gwintowanego.
Impedancja charakterystyczna wynosi 50 omów, a optymalny zakres częstotliwości roboczej wynosi 0–11 GHz. W paśmie mikrofalowym złącza TNC działają lepiej niż złącza BNC. Charakteryzują się wysoką odpornością na wstrząsy, wysoką niezawodnością, doskonałymi właściwościami mechanicznymi i elektrycznymi itp. Są szeroko stosowane w sprzęcie radiowym i urządzeniach elektronicznych do łączenia kabli koncentrycznych RF.
Złącze 3,5 mm
Złącze 3,5 mm to koncentryczne złącze radiowe. Średnica wewnętrzna przewodu zewnętrznego wynosi 3,5 mm, impedancja charakterystyczna 50 Ω, a mechanizm połączenia to gwint 1/4-36UNS-2 cale.
W połowie lat 70. amerykańskie firmy Hewlett-Packard i Amphenol (opracowane głównie przez firmę HP, a wczesną produkcję prowadziła firma Amphenol) wprowadziły na rynek złącze 3,5 mm, które działa z częstotliwością do 33 GHz i jest najwcześniejszą częstotliwością radiową, która może być wykorzystywana w paśmie fal milimetrowych. Jest to jedno ze złączy koncentrycznych.
W porównaniu ze złączami SMA (w tym „Super SMA” firmy Southwest Microwave), złącza 3,5 mm wykorzystują dielektryk powietrzny, mają grubsze przewodniki zewnętrzne niż złącza SMA i charakteryzują się lepszą wytrzymałością mechaniczną. Dzięki temu nie tylko parametry elektryczne są lepsze niż w przypadku złączy SMA, ale także ich trwałość mechaniczna i powtarzalność parametrów są wyższe niż w przypadku złączy SMA, co czyni je bardziej odpowiednimi do zastosowań w przemyśle testowym.
Złącze 2,92 mm
Złącze 2,92 mm (niektórzy producenci nazywają je złączem 2,9 mm lub złączem typu K, a niektórzy SMK, KMC, WMP4 itd.) to koncentryczne złącze częstotliwości radiowej o zewnętrznej średnicy przewodu 2,92 mm. Charakterystyka: Impedancja wynosi 50 Ω, a mechanizm połączenia to gwint 1/4-36UNS-2 cale. Jego konstrukcja jest podobna do złącza 3,5 mm, tylko mniejsza.
W 1983 roku starszy inżynier Wiltron, William Old Field, opracował nowe złącze 2,92 mm/typu K, bazujące na udoskonaleniu i udoskonaleniu wcześniej wprowadzonych złączy fal milimetrowych (złącze typu K jest znakiem towarowym). Średnica wewnętrzna przewodu tego złącza wynosi 1,27 mm i można je łączyć ze złączami SMA i 3,5 mm.
Złącze 2,92 mm charakteryzuje się doskonałymi parametrami elektrycznymi w zakresie częstotliwości (0-46) GHz i jest mechanicznie kompatybilne ze złączami SMA i 3,5 mm. Dzięki temu szybko stało się jednym z najpopularniejszych złączy mmWave.
Złącze 2,4 mm
Złącze 2,4 mm zostało opracowane wspólnie przez firmy HP (poprzednik Keysight Technologies), Amphenol i M/A-COM. Można je postrzegać jako mniejszą wersję złącza 3,5 mm, co przekłada się na znaczny wzrost częstotliwości maksymalnej. Złącze to jest szeroko stosowane w systemach 50 GHz i może pracować nawet do 60 GHz. Aby rozwiązać problem podatności złączy SMA i 2,92 mm na uszkodzenia, złącze 2,4 mm zostało zaprojektowane tak, aby wyeliminować te wady poprzez zwiększenie grubości ścianki zewnętrznej złącza i wzmocnienie pinów żeńskich. Ta innowacyjna konstrukcja pozwala złączu 2,4 mm na optymalne działanie w aplikacjach o wysokiej częstotliwości.
Rozwój złączy antenowych ewoluował od prostych konstrukcji gwintowych do wielu typów wysokowydajnych złączy. Wraz z postępem technologicznym, złącza stale dążą do uzyskania mniejszych rozmiarów, wyższej częstotliwości i szerszego pasma, aby sprostać zmieniającym się potrzebom komunikacji bezprzewodowej. Każde złącze ma swoje własne cechy i zalety w różnych scenariuszach zastosowań, dlatego wybór odpowiedniego złącza antenowego jest niezwykle ważny dla zapewnienia jakości i stabilności transmisji sygnału.
Czas publikacji: 26-12-2023
