Антенный разъем — это электронный разъем, используемый для соединения радиочастотного оборудования и кабелей. Его основная функция — передача высокочастотных сигналов.
Разъем обладает превосходными характеристиками согласования импеданса, что обеспечивает минимизацию отражения и потерь сигнала во время передачи между разъемом и кабелем. Как правило, они обладают хорошими экранирующими свойствами, предотвращающими влияние внешних электромагнитных помех на качество сигнала.
К распространенным типам антенных разъемов относятся SMA, BNC, N-тип, TNC и др., которые подходят для различных областей применения.
В этой статье вы также познакомитесь с несколькими часто используемыми разъемами:
частота использования разъема
Разъем SMA
Коаксиальный радиочастотный разъем типа SMA — это радиочастотный/микроволновый разъем, разработанный компаниями Bendix и Omni-Spectra в конце 1950-х годов. В то время это был один из наиболее распространенных разъемов.
Первоначально разъемы SMA использовались на полужестких коаксиальных кабелях диаметром 0,141 дюйма, применяемых в основном в микроволновых приложениях в военной промышленности, с тефлоновым диэлектрическим наполнителем.
Благодаря своим небольшим размерам и возможности работы на более высоких частотах (диапазон частот составляет от постоянного тока до 18 ГГц при использовании с полужесткими кабелями и от постоянного тока до 12,4 ГГц при использовании с гибкими кабелями), разъем SMA быстро набирает популярность. Некоторые компании уже способны производить разъемы SMA с частотой около 27 ГГц. Даже при разработке миллиметровых разъемов (таких как 3,5 мм, 2,92 мм) учитывается механическая совместимость с разъемами SMA.
разъем SMA
Разъем BNC
Полное название разъема BNC — Bayonet Nut Connector (разъем с защелкивающимся креплением, это название точно описывает форму данного разъема), названного так в честь механизма фиксации с байонетным креплением и его изобретателей Пола Нейла и Карла Консельмана.
BNC — это распространённый радиочастотный разъём, который минимизирует отражение/потери волн. Разъёмы BNC обычно используются в низко- и среднечастотных приложениях и широко применяются в беспроводных системах связи, телевизорах, измерительном оборудовании и радиочастотной электронной технике.
Разъемы BNC также использовались в ранних компьютерных сетях. Разъем BNC поддерживает частоты сигнала от 0 до 4 ГГц, но может работать и до 12 ГГц, если используется специальная высококачественная версия, разработанная для этой частоты. Существует два типа характеристического импеданса: 50 Ом и 75 Ом. Разъемы BNC с сопротивлением 50 Ом более популярны.
Разъем типа N
Антенный разъем N-типа был изобретен Полом Нилом в Bell Labs в 1940-х годах. Разъемы типа N изначально были разработаны для удовлетворения потребностей военной и авиационной отраслей в подключении радиолокационных систем и другого радиочастотного оборудования. Разъем N-типа имеет резьбовое соединение, обеспечивающее хорошее согласование импеданса и экранирование, и подходит для применения в мощных и низкочастотных приложениях.
Диапазон частот разъемов типа N обычно зависит от конкретной конструкции и стандартов производства. В целом, разъемы типа N могут охватывать диапазон частот от 0 Гц (постоянный ток) до 11 ГГц и 18 ГГц. Однако высококачественные разъемы типа N могут поддерживать более высокие диапазоны частот, достигая более 18 ГГц. На практике разъемы типа N в основном используются в низко- и среднечастотных приложениях, таких как беспроводная связь, вещание, спутниковая связь и радиолокационные системы.
Разъем типа N
Разъем TNC
Разъем TNC (Threaded Neill-Concelman) был изобретен совместно Полом Нейлом и Карлом Консельманом в начале 1960-х годов. Он является усовершенствованной версией разъема BNC и использует резьбовое соединение.
Характеристическое сопротивление составляет 50 Ом, а оптимальный диапазон рабочих частот — 0–11 ГГц. В микроволновом диапазоне частот разъемы TNC демонстрируют лучшие характеристики, чем разъемы BNC. Они обладают высокой ударопрочностью, надежностью, превосходными механическими и электрическими свойствами и широко используются в радиооборудовании и электронных приборах для подключения радиочастотных коаксиальных кабелей.
3,5-мм разъем
3,5-мм разъем представляет собой радиочастотный коаксиальный разъем. Внутренний диаметр внешнего проводника составляет 3,5 мм, характеристическое сопротивление — 50 Ом, а механизм соединения — резьба 1/4-36UNS-2 дюйма.
В середине 1970-х годов американские компании Hewlett-Packard и Amphenol (разработка в основном осуществлялась компанией HP, а раннее производство — компанией Amphenol) выпустили 3,5-мм разъем, работающий на частоте до 33 ГГц, который стал одним из первых коаксиальных разъемов, пригодных для использования в миллиметровом диапазоне частот.
По сравнению с разъемами SMA (включая «Super SMA» от Southwest Microwave), 3,5-мм разъемы используют воздушный диэлектрик, имеют более толстые внешние проводники и обладают лучшей механической прочностью. Поэтому они не только превосходят разъемы SMA по электрическим характеристикам, но и обладают большей механической прочностью и повторяемостью, что делает их более подходящими для использования в испытательной отрасли.
Разъем 2,92 мм
Разъем 2,92 мм, который некоторые производители называют 2,9 мм или разъемом K-типа, а другие — SMK, KMC, WMP4 и т. д., представляет собой радиочастотный коаксиальный разъем с внутренним диаметром внешнего проводника 2,92 мм. Характеристики: импеданс 50 Ом, механизм подключения — резьба 1/4-36UNS-2 дюйма. Его конструкция аналогична разъему 3,5 мм, только меньшего размера.
В 1983 году старший инженер компании Wiltron Уильям Олд Филд разработал новый 2,92-мм/K-образный разъем, объединив и превзойдя ранее существовавшие миллиметровые разъемы (K-образный разъем является товарным знаком). Внутренний диаметр проводника этого разъема составляет 1,27 мм, и он может соединяться с разъемами SMA и 3,5-мм разъемами.
Разъем 2,92 мм обладает превосходными электрическими характеристиками в частотном диапазоне (0-46) ГГц и механически совместим с разъемами SMA и 3,5 мм. В результате он быстро стал одним из наиболее широко используемых разъемов миллиметрового диапазона.
Разъем 2,4 мм
Разработка 2,4-мм разъема осуществлялась совместно компаниями HP (предшественницей Keysight Technologies), Amphenol и M/A-COM. Его можно рассматривать как уменьшенную версию 3,5-мм разъема, что обеспечивает значительное увеличение максимальной частоты. Этот разъем широко используется в системах с частотой 50 ГГц и может работать до 60 ГГц. Для решения проблемы, связанной с подверженностью повреждению разъемов SMA и 2,92 мм, в конструкции 2,4-мм разъема эти недостатки устранены за счет увеличения толщины внешней стенки разъема и усиления контактов. Эта инновационная конструкция позволяет 2,4-мм разъему хорошо работать в высокочастотных приложениях.
Развитие антенных разъемов прошло путь от простых резьбовых конструкций до множества высокопроизводительных типов разъемов. С развитием технологий разъемы продолжают совершенствоваться, стремясь к уменьшению размеров, повышению частоты и расширению полосы пропускания, чтобы соответствовать меняющимся потребностям беспроводной связи. Каждый разъем имеет свои особенности и преимущества в различных сценариях применения, поэтому выбор правильного антенного разъема очень важен для обеспечения качества и стабильности передачи сигнала.
Дата публикации: 26 декабря 2023 г.
