今天来一起了解一下,射频工程师日常工作中经常会用到的接插件吧,或者正式地讲,叫射频同轴连接器。
射频同轴连接器的基本结构
从结构上来讲,同轴连接器可以分为有极性,无极性和反极性三类。
有极性连接器由匹配的插头和插座组成。
插头,又 称为male,或者是阳头,其内导体为针状。
插座,又称为female,或者是阴头,其内导体为孔状。
无极性连接器,不区分插头和插座,同一种连接器,既可为插头,也可为插座。
典型产品是7mm连接器,又称为apc7或者平接头。
其内导体的顶端为平面,外导体靠螺纹配合,可以前后伸缩。
apc-7 连接器是一种精密同轴连接器,用于频率高达 18 ghz 的实验室微波测试设备。但是,因为成本高,而且随着成本相对较低的新型连接器(如3.5mm连接器,2.92mm连接器等等)的出现,apc-7连接器现在并不常见。
反极性连接器(reverse polarity connector),和有极性连接器类似,但是插头和插座的定义相反。
插头,其内导体为孔状。
插座,其内导体为针状。
从插头和插座的连接方式来看,同轴连接器又可分为螺纹式,卡口式和推入式。
螺纹式连接器,插头的一端为螺帽(内螺纹)结构,插座的一端为外螺纹结构。
如常见的n和sma型插座。
卡口式连接器,典型代表是bnc,这类连接器通常工作频率不高,因为频率过高时,信号会从插槽中泄露出来。
推入式连接器,如osp,这类连接器可以快速插拔,适用于狭小的空间。
目前,射频同轴连接器的设计和生产标准,大部分是参照美军标mil-c-39012《射频同轴连接器总规范》或国军标gjb681a-2002《射频同轴连接器通用规范》,配对使用的同轴连接器须按照同一标准生产,否则影响性能之外,还会损坏连接器。
射频同轴连接器的主要指标
想要了解射频同轴器,都有哪些指标。下载一个同轴连接器的器件手册,就知道了。如下图所示。
下面对一些主要指标作一些说明。
特性阻抗
大部分射频连接器的特性阻抗为50ohm,偶尔也有75ohm的,比如说电视系统上的连接器。
工作频率范围
射频同轴连接器的下限截止频率是零,其上限工作频率一般是截止频率的95%。工作频率取决于连接器的结构。
一般来说,外导体的尺寸越小,连接器的工作频率越高;填充介质的介电常数越低,工作频率越高,插入损耗越低。
vswr(驻波比)
vswr定义为传输线上电压的最大和最小值之比。vswr是连接器最重要的指标之一,通常用 vswr 指标来衡量一个连接器的优劣。
当然,vswr越低,价格也越贵。
接触电阻
射频连接器的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。这个值越小越好,通常为mω级,外导体的接触电阻要小于内导体。
绝缘电阻
绝缘电阻指绝缘材料的电阻,它取决于接头内的绝缘材料,如聚四氟乙烯。这项指标不好时会产生漏电流。
连接器的耐久性(插拔寿命)
在完成规定的插拔次数后,连接器应无明显的机械损伤现象,各项性能应保持在产品手册中规定的范围内。
连接器的配接力矩
连接器的配接力矩,因为各自选用的材料不一定相同,所以不同制造商所给出的指标并不完全一致。不锈钢材料连接器的配接力矩要大于铜材的连接器。配接力矩越大,意味着连接器的使用耐久性越高。
参考文献:朱辉 实用射频测试和测量。
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