Złącze antenowe to złącze elektroniczne służące do podłączania sprzętu i kabli wykorzystujących częstotliwość radiową.Jego główną funkcją jest przesyłanie sygnałów o wysokiej częstotliwości.
Złącze charakteryzuje się doskonałą charakterystyką dopasowania impedancji, co zapewnia minimalizację odbić i strat sygnału podczas transmisji pomiędzy złączem a kablem.Zwykle mają dobre właściwości ekranujące, aby zapobiec wpływowi zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych na jakość sygnału.
Typowe typy złączy antenowych obejmują SMA, BNC, typu N, TNC itp., które są odpowiednie dla różnych wymagań aplikacji.
W tym artykule przedstawiono również kilka powszechnie używanych złączy:
Częstotliwość użycia złącza
Złącze SMA
Złącze koncentryczne RF typu SMA to złącze RF/mikrofalowe zaprojektowane przez firmy Bendix i Omni-Spectra pod koniec lat pięćdziesiątych.Było to wówczas jedno z najpowszechniej stosowanych złączy.
Pierwotnie złącza SMA były używane w półsztywnych kablach koncentrycznych o średnicy 0,141 cala, używanych głównie w zastosowaniach mikrofalowych w przemyśle wojskowym, z wypełnieniem dielektrycznym z teflonu.
Ponieważ złącze SMA ma niewielkie rozmiary i może pracować przy wyższych częstotliwościach (zakres częstotliwości wynosi od prądu stałego do 18 GHz w połączeniu z kablami półsztywnymi i od prądu stałego do 12,4 GHz w przypadku połączenia z kablami elastycznymi), szybko zyskuje na popularności.Niektóre firmy są obecnie w stanie produkować złącza SMA w zakresie prądu stałego ~27 GHz.Nawet przy opracowywaniu złączy na falę milimetrową (takich jak 3,5 mm, 2,92 mm) uwzględnia się mechaniczną kompatybilność ze złączami SMA.
Złącze SMA
Złącze BNC
Pełna nazwa złącza BNC to Bayonet Nut Connector (złącze zatrzaskowe, nazwa ta obrazowo opisuje kształt tego złącza), nazwana na cześć mechanizmu blokującego mocowanie bagnetowe i jego wynalazców Paula Neilla i Carla Concelmana.
to popularne złącze RF, które minimalizuje odbicie/stratę fal.Złącza BNC są zwykle używane w zastosowaniach o niskiej i średniej częstotliwości i są szeroko stosowane w systemach komunikacji bezprzewodowej, telewizorach, sprzęcie testowym i sprzęcie elektronicznym RF.
Złącza BNC były również używane we wczesnych sieciach komputerowych.Złącze BNC obsługuje częstotliwości sygnału w zakresie od 0 do 4 GHz, ale może pracować również do 12 GHz, jeśli zostanie zastosowana specjalna, wysokiej jakości wersja przeznaczona dla tej częstotliwości.Istnieją dwa rodzaje impedancji charakterystycznej, a mianowicie 50 omów i 75 omów.Bardziej popularne są złącza BNC 50 omów.
Złącze typu N
Złącze antenowe typu N zostało wynalezione przez Paula Neala w Bell Labs w latach czterdziestych XX wieku.Złącza typu N zostały pierwotnie zaprojektowane z myślą o potrzebach wojska i lotnictwa w zakresie łączenia systemów radarowych i innego sprzętu wykorzystującego częstotliwość radiową.Złącze typu N zostało zaprojektowane z połączeniem gwintowym, zapewniającym dobre dopasowanie impedancji i dobre właściwości ekranowania, i jest odpowiednie do zastosowań o dużej mocy i niższych częstotliwościach.
Zakres częstotliwości złączy typu N zwykle zależy od konkretnego projektu i standardów produkcyjnych.Ogólnie rzecz biorąc, złącza typu N mogą obejmować zakres częstotliwości od 0 Hz (DC) do 11 GHz do 18 GHz.Jednakże wysokiej jakości złącza typu N mogą obsługiwać wyższe zakresy częstotliwości, sięgające ponad 18 GHz.W zastosowaniach praktycznych złącza typu N są używane głównie w zastosowaniach o niskiej i średniej częstotliwości, takich jak komunikacja bezprzewodowa, nadawanie, komunikacja satelitarna i systemy radarowe.
Złącze typu N
Złącze TNC
Złącze TNC (gwintowane Neill-Concelman) zostało wynalezione wspólnie przez Paula Neilla i Carla Concelmana na początku lat sześćdziesiątych.Jest to ulepszona wersja złącza BNC i wykorzystuje metodę połączenia gwintowego.
Impedancja charakterystyczna wynosi 50 omów, a optymalny zakres częstotliwości roboczej wynosi 0-11 GHz.W paśmie częstotliwości mikrofalowej złącza TNC działają lepiej niż złącza BNC.Charakteryzuje się dużą odpornością na wstrząsy, wysoką niezawodnością, doskonałymi właściwościami mechanicznymi i elektrycznymi itp. I jest szeroko stosowany w sprzęcie radiowym i instrumentach elektronicznych do łączenia kabli koncentrycznych RF.
Złącze 3,5 mm
Złącze 3,5 mm jest złączem koncentrycznym o częstotliwości radiowej.Wewnętrzna średnica zewnętrznego przewodu wynosi 3,5 mm, impedancja charakterystyczna wynosi 50 Ω, a mechanizm połączenia to gwint 1/4-36UNS-2 cale.
W połowie lat 70-tych amerykańskie firmy Hewlett-Packard i Amphenol (opracowane głównie przez firmę HP, a wczesną produkcję prowadziła firma Amphenol) wypuściły na rynek złącze 3,5 mm, które ma częstotliwość roboczą do 33 GHz i jest najwcześniejszym częstotliwości radiowej, którą można wykorzystać w paśmie fal milimetrowych.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 przewody zewnętrzne niż złącza SMA i mają lepszą wytrzymałość mechaniczną.Dlatego nie tylko parametry elektryczne są lepsze niż w przypadku złączy SMA, ale trwałość mechaniczna i powtarzalność działania są również wyższe niż w przypadku złączy SMA, co czyni je bardziej odpowiednimi do stosowania w branży testowej.
Złącze 2,92 mm
Złącze 2,92 mm, niektórzy producenci nazywają je złączem 2,9 mm lub złączem typu K, a niektórzy nazywają je złączem SMK, KMC, WMP4 itp., jest złączem koncentrycznym częstotliwości radiowej z wewnętrzną średnicą przewodu zewnętrznego wynoszącą 2,92 mm.Charakterystyka Impedancja wynosi 50 Ω, a mechanizm połączenia to gwint 1/4-36UNS-2 cale.Jego budowa jest podobna do złącza 3,5 mm, tylko jest mniejsza.
W 1983 roku starszy inżynier firmy Wiltron, William.Old.Field, opracował nowe złącze typu 2,92 mm/K w oparciu o podsumowanie i pokonanie wcześniej wprowadzonych złączy na falę milimetrową (złącze typu K jest znakiem towarowym).Wewnętrzna średnica przewodu tego złącza wynosi 1,27 mm i można go łączyć ze złączami SMA i złączami 3,5 mm.
Złącze 2,92 mm charakteryzuje się doskonałą wydajnością elektryczną w zakresie częstotliwości (0–46) GHz i jest mechanicznie kompatybilne ze złączami SMA i złączami 3,5 mm.Dzięki temu szybko stało się jednym z najpowszechniej stosowanych złączy mmWave.
Złącze 2,4 mm
Opracowaniem złącza 2,4 mm zajmowały się wspólnie firmy HP (poprzednik Keysight Technologies), Amphenol i M/A-COM.Można go traktować jako mniejszą wersję złącza 3,5 mm, więc następuje znaczny wzrost maksymalnej częstotliwości.Złącze to jest szeroko stosowane w systemach 50 GHz i może faktycznie pracować w częstotliwości do 60 GHz.Aby rozwiązać problem podatnej na uszkodzenia złączy SMA i 2,92 mm, złącze 2,4 mm zaprojektowano tak, aby wyeliminować te niedociągnięcia poprzez zwiększenie grubości zewnętrznej ścianki złącza i wzmocnienie żeńskich pinów.Ta innowacyjna konstrukcja pozwala złączu 2,4 mm dobrze działać w zastosowaniach wymagających wysokiej częstotliwości.
Rozwój złączy antenowych ewoluował od prostych konstrukcji gwintów do wielu typów złączy o wysokiej wydajności.Wraz z postępem technologii złącza w dalszym ciągu wykorzystują cechy mniejszych rozmiarów, wyższej częstotliwości i większej przepustowości, aby sprostać zmieniającym się potrzebom komunikacji bezprzewodowej.Każde złącze ma swoją własną charakterystykę i zalety w różnych scenariuszach zastosowań, dlatego wybór odpowiedniego złącza antenowego jest bardzo ważny, aby zapewnić jakość i stabilność transmisji sygnału.
Czas publikacji: 26 grudnia 2023 r
