中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
聯(lián)系人：李鋒
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什么是射頻同軸連接器？
在入門學習微帶貼片天線仿真的時候，我們往往采用簡單的波端口或集總端口進行激勵。但是實物加工測試的時候，就有必要加入一個射頻同軸連接器。其主要作用是為了實現(xiàn)設備/模塊之間的互聯(lián)，有效傳遞射頻、微波信號。射頻同軸連接器通常由內(nèi)導體、外導體、絕緣體以及連接結構等部分組成。
內(nèi)導體：一般為金屬針或金屬管，負責傳輸射頻信號。
外導體：通常是金屬套筒，與內(nèi)導體一起構成傳輸通道，同時起到屏蔽作用，減少外部干擾對信號的影響。常見外導體有不銹鋼、銅鍍金，不銹鋼材質外導體的連接器通常更耐用，制造成本也更高。
絕緣體介質：位于內(nèi)導體和外導體之間，起到電氣絕緣的作用，防止內(nèi)導體和外導體之間短路。常見的填充介質有PTFE和空氣介質等，為了使得連接器具有更高的截止頻率，有些情況也會采用更低介電常數(shù)和插入損耗的空氣進行填充。
連接結構：用于實現(xiàn)連接器與其他設備的連接，通常包括螺紋連接、卡口連接等方式。例如法蘭盤，其主要用于將射頻連接器牢固地安裝在設備面板或其他結構上。通過螺栓、螺母等緊固件，法蘭盤可以與安裝面緊密結合，確保連接器在使用過程中不會松動或脫落。除此之外，在一些應用中，法蘭盤還可以提供密封功能，防止灰塵、水分等外部環(huán)境因素進入連接器內(nèi)部，從而保護連接器和連接的設備。
（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
同軸連接器的分類？
常用的射頻同軸連接器的類型有：
SMA(SubMiniature version A)連接器：一種應用廣泛的小型射頻同軸連接器，具有體積小、頻帶寬、性能穩(wěn)定等特點，一般上限工作頻率為18GHz，現(xiàn)在部分廠商已經(jīng)可以將SMA最高頻率做到26.5GHz。
SMA界面圖（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
SMP(SubMiniature Push-On)連接器：一種超小型推入式射頻同軸連接器，SMP連接器的尺寸非常小，有助于實現(xiàn)設備的小型化和高密度集成，適用于空間受限的應用場景。其通常能在較寬的頻率范圍內(nèi)工作，DC到40GHz，甚至部分型號可更高。
SMP連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
N型連接器：N型連接器是一種常見的射頻連接器，其插頭和插座都具有密封性能，能夠承受高功率、高電壓和高頻率的應用環(huán)境。N型連接器采用一種內(nèi)螺紋設計，可用于在射頻和微波設備和系統(tǒng)中傳輸信號。它是一種通用性高、頻率范圍廣、使用方便、可靠性高的連接器。N型連接器通常有50歐姆和75歐姆兩種規(guī)格，其頻段范圍可從0GHZ至11GHz，有些型號甚至能夠達到18GHZ，因此N型連接器被廣泛應用于雷達、天線、衛(wèi)星通訊、微波測量等領域。N型連接器的優(yōu)點包括機械強度大、防水防塵性能好、抗老化性能強、性能穩(wěn)定、易于安裝和拆卸、接觸和信號傳輸性能優(yōu)良等。此外，N型連接器的缺點是體積較大，不能滿足高密度集成的要求，同時價格也比其它類型的連接器略貴。
N型連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
TNC(Threaded Neill–Concelman)連接器：TNC 連接器采用螺紋連接方式，相比一些卡口式連接，連接更為牢固，在振動等環(huán)境下也能保持穩(wěn)定的連接，具有良好的抗震性。例如在一些移動通訊設備中，即使設備經(jīng)常受到振動，TNC 連接器也能確保信號的穩(wěn)定傳輸。
TNC連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
BNC(Bayonet Nut Connector)連接器：常用于視頻監(jiān)控、儀器儀表等領域。一般支持的信號頻率范圍為 0 到 4GHz，有高精度的 BNC 連接器頻率可達 12GHz 或更高。常見的特性阻抗有 50 歐姆與 75 歐姆兩種，其中 50 歐姆的 BNC 連接器主要用于射頻信號傳輸?shù)却蠖鄶?shù)射頻應用；75 歐姆的 BNC 連接器則常用于廣播、音頻 / 視頻和低頻通信等結構。
BNC轉接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
除此之外，在射頻同軸連接器中，有時候還有2.4mm/3.5mm/2.92mm連接器這些代稱。它們通常是指連接器的尺寸規(guī)格或接口類型，代表不同的連接器特性和應用場景。
2.4mm 連接器：具有非常高的頻率范圍，可支持到 50GHz 甚至更高。它的尺寸相對較小，具有低反射和低損耗的優(yōu)點。主要用于極高頻率的射頻系統(tǒng)，如高端測試設備、毫米波通信等領域。
2.92mm 連接器：具有較高的頻率范圍和低損耗特性。它的工作頻率可以高達 40GHz 甚至更高。常用于高頻測試測量設備、微波通信系統(tǒng)、雷達等對頻率要求較高的領域。
3.5mm 連接器：其頻率范圍通常可達到 26.5GHz 左右，最高可達34GHz。相比 2.92mm 連接器，它的尺寸稍大一些。在一些中高頻的射頻應用中較為常見，如通信設備、電子測試儀器等。
如何選擇連接器？
對于我們射頻和天線設計而言，常用的射頻連接器集中在SMA和SMP類型。大家根據(jù)自己所需的頻段選擇對應的連接器大類。不過，在實際應用中，選好大類后還有進行小類別細分。這里就需要根據(jù)實物設計的裝配方式來因地制宜了。
例如，側饋式和背饋式微帶貼片天線就可以分別選擇下圖兩種SMA連接器。
（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
雖然這些連接器是按50歐姆標準進行設計的，但實際饋電中若不進行電磁仿真，很容易造成端口失配的現(xiàn)象。以50歐姆同軸線和微帶線級聯(lián)為例。下圖所示的仿真模型僅考慮理想的同軸線與微帶線級聯(lián)，其同軸線的端口反射系數(shù)在12~18GHz內(nèi)均小于-20dB。
如果仿真完后直接去買來一個射頻同軸連接器焊接上進行測試，我們就會發(fā)現(xiàn)端口反射系數(shù)在高頻會迅速惡化。這是因為連接器上的法蘭盤多了2條金屬柱，造成了阻抗的不匹配現(xiàn)象。
為了優(yōu)化傳輸系數(shù)，我們可以考慮在金屬柱下方增加2條接地的矩形條，利用Txline大致計算這種結構下應該設置多大的GSG間隙。
選擇合適的射頻連接器，可以看出端口仿真系數(shù)就沒有問題了！
如果連接器種類已經(jīng)沒辦法更改了，還有什么其他方法來緩解這個現(xiàn)象么？
①可以嘗試手動將法蘭盤上金屬柱的長度剪短一點。
②同樣用Txline，重新選擇合適的線寬和間隙，使得計算的共面波導傳輸線的特性阻抗大致為50歐姆，實現(xiàn)50歐姆同軸線-50歐姆共面波導傳輸線-50歐姆微帶傳輸線的三線轉換。
看到這里，是不是就學會了萬無一失了呢？NO！注意你待測試線纜的接口類型，內(nèi)螺紋還是外螺紋，公頭還是母頭。連接器的接口需要與之相適配。
如果買錯了怎么辦呢？那只有買個轉換器了。如果你轉換器還是買錯了怎么辦？那就只能涼拌咯！
PCB連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
電纜連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
面板式連接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
射頻轉接器（圖片來源：rftop.cn頻優(yōu)微波）
