Hoe om koaksiale verbindings vir RF-toepassings te kies, te gebruik en te onderhou?

Radiofrekwensie (RF) stroombane vermeerder in beide bedrade en draadlose kommunikasie, insluitend Wi-Fi en verskeie draadlose tegnologieë wat gebruik word vir die Internet van Dinge (IoT). Hierdie hoëfrekwensie-seine moet versprei word tussen stelsels, stroombane en subeenhede met minimum verlies of straling.

Terwyl dit tradisioneel is, moet die rol van die RF koaksiale kabels en koppelaars, ontwerpers onder tyd, koste en betroubaarheid druk verseker dat hulle vinnig die optimum RF-aansluiting kies en dit korrek toepas vir maksimum prestasie en lang lewe.

Hierdie artikel sal RF-koppelaars sien vanuit die perspektief van kritiese parameters soos grootte, frekwensie, verlies en duursaamheid om ontwerpers te help om hul koppelvlak aan hul RF-toepassing te pas. Dit sal ook gepaste oplossings bied met nuttige inligting oor hoe om dit toe te pas en in stand te hou.

RF koaksiale verbindings
RF koaksiale konneksies en kabels verskaf sleutel RF-skakels in kommunikasie, uitsending en draadlose, sowel as toets- en metingverbruik. Hulle bied lae-verlies paaie tussen RF-stelsels, komponente, subassemblies en toestelle wat koaksiale kabel of strooklyne gebruik. Die basiese koaksiale struktuur bestaan ​​uit 'n sentrale geleier omring deur 'n konsentriese isolerende diëlektriese laag. Dit word op sy beurt omring deur 'n silindriese geleidende dop. Die afmetings van die kabelelemente word presies beheer om 'n konstante geleierdimensie en spasiëring te gee, wat nodig is om doeltreffend as transmissielyn te funksioneer. 

RF-koppelaars voorsien aansluitings vir die aansluit van koaksiale kabels en strooklyn-transmissielyne aan ander komponente of subeenhede. Hulle vergroot die koaksiale struktuur wat interlockende geleiers insluit, saam met 'n sluitmeganisme, terwyl 'n konstante elektriese impedansie gehandhaaf word. 'N Paring paar subminiatuur tipe A (SMA) connectorelemente van Amphenol RF word in Figuur 1 getoon.

Figuur 1: Die SMA-koppelpaar is 'n voorbeeld van 'n koaksiale konneksie en die beeld toon die koppelende binnedirektor, diëlektriese laag en sluitende buitengeleier.

Die linkerhand beeld is die manlike of plug helfte. Die regterkantse beeld toon die vroulike, jack of houer helfte van die koppelaar. Oor die algemeen sal die prop 'n uitstekende middelgeleier en interne sluitdrade op die buitenste geleier hê. Die houer het 'n ingeboude binne geleier en eksterne sluitdrade. Daar moet op gelet word dat sommige koppelvlakke van die omgekeerde polariteit die sluitdrade sal omdraai, met eksterne drade op die manlike komponent en interne drade op die vroulike komponent. Ander sluitmeganismes kan draai-, bajonet- of snap-ringe insluit.

Die meeste koaksiale verbindings, soos hierdie SMA-koppelpaar, is 'geslag', met verskillende strukture op elke helfte. Daar is 'n paar verbindings wat identiese strukture aan elke kant van die aansluiting het. Dit is meestal hoë akkuraatheidskoppe bestem vir laboratoriumtoepassings.

Koaksiale konneksie tipes
Alhoewel daar 'n magdom RF-koppelaars is, word hulle onderskei deur 'n aantal sleutelparameters. Hierdie spesifikasies sluit in fisiese grootte, impedansie, VSWR, koppelingstipe en bandwydte of frekwensiebereik (Tabel 1).

Tabel 1: Opsommingstabel van algemeen gebruikte koaksiale konneksie spesifikasies

Verbinding bandbreedte
Die sleutel spesifikasie vir 'n koaksiale connector is sy bandwydte. Dit beskryf die hoogste frekwensie waarteen dit gebruik kan word. Die maksimum bruikbare frekwensie van 'n connector is 'n funksie van die deursnee van die buitenste dop en die materiaal wat gebruik word as 'n diëlektriese. Hoe kleiner die dop deursnee, hoe hoër is die maksimum bruikbare frekwensie. Net so, met behulp van lug as die diëlektriese bied die hoogste frekwensie prestasie relatief tot ander diëlektrikums. As gevolg hiervan, die hoogste bandwydte verbindings gebruik lug as 'n diëlektriese.

Connector impedantie
Om maksimum drywing te verseker en om kragverlies as gevolg van refleksies te verminder, moet die kenmerkende impedansie van die konnektor ooreenstem met die bron en vrag. Die meeste verbindings vir algemene RF toepassings is ontwerp om 'n 50 W impedansie aan te bied; terwyl 75 W-verbindings beskikbaar is vir video-verwante toepassings.

VSWR
Die spanning staande golf verhouding (VSWR) is 'n maatstaf van die effektiewe impedansie van die koppelstuk. Hoe hoër die VSWR, hoe meer krag word weerspieël van die konneksie as gevolg van impedansie mismatches. Let daarop dat VSWR 'n funksie van frekwensie is, en die koppelvlak VSWR-waardes moet slegs met dieselfde frekwensie vergelyk word.

Koppelingsmeganisme
Die koppelkolom lys die tipe meganiese sluitmeganisme wat gebruik word. Dit is uiters belangrik in toepassings waar die verbinding onderhewig is aan vibrasie. Koppeling is gewoonlik 'n afwyking tussen gemak van verbinding en veilige sluit. Die SMA-koppelpaar wat voorheen in Figuur 1 getoon is, is 'n voorbeeld van 'n skroefdraad. Voorbeelde van die bajonet en snap-on skakel word geïllustreer in Figuur 2, met onderskeidelik die BNC en SMP connector tipe.

Figuur 2: Voorbeelde van die bajonet en snap-on koppelings. Die koppelmetode is belangrik in toepassings waar vibrasie verwag word en is dikwels 'n afweging tussen gemak van gebruik en veilige sluit. 

Connector grootte en duursaamheid
Gegewe die neiging tot miniaturisering speel die grootte 'n belangrike rol in die keuse van 'n connector. Tabel 2 wys weer die grootteklasse van die gelyste verbindings. Daar is 'n afweging tussen die grootte en die connector leeftyd. Kleiner konneksies is geneig om minder beskikbare konneksie- / ontkoppelingspas siklusse te hê. Waar die groter N-connector 'n duursaamheid van meer as 500 paringsiklusse het, is die duursaamheid van die mikro miniatuur U.FL-koppelvlak beperk tot 30 paringsiklusse. Die leeftyd van elke konneksie wissel met die vervaardiger, en hulle spesifikasies moet geraadpleeg word as die leeftyd 'n belangrike parameter is.

Koaksiale verbindings wat gebruik word in toepassings soos toets- en meetinstrumente, waar baie paringsiklusse tipies is, word oor die algemeen beskerm deur die gebruik van 'connector savers'. Hierdie maklik vervangde adapters pas met die instrument verbindings en bied 'n verdeelbare koppel liggaam aan vir verskeie gebruike.

Connector klas en industrie spesifikasies
Skakelaars word gekategoriseer deur verskeie verskillende klasse. In Tabel 2 val presisie-verbindings soos die 1 mm deur 2.92 mm en N-verbindings onder die IEEE-STD-287. Hierdie koppelaars het meer presiese dimensionele toleransies wat deur hul wye bandbreedte toegepas word. Die meer algemene verbindings val onder MIL-STD-348 of onder een van die Europese standaarde, soos CECC 22220. Toleranse op hierdie verbindings is loser, dus daar is 'n geleentheid om te bespaar op koste.

Paringskompatibiliteit
Verwant aan die kontakklas is die vermoë om verbindings van verskillende gesinne te verbind. Tabel 2 bevat 'n aantal moontlike verwisselbare verbindingsvoedings. Die 1.85 mm en 2.4 mm-verbindings is uitruilbaar, asook die 2.92 mm en 3.5 mm-verbindings. Die 2.92 mm en 3.5 mm-manlike verbindingsliggame kan met SMA-vroulike konneksie koppel, met 'n afname in die algehele bandwydte. As gevolg van die verskil in hul verdraagsaamheidsklas, is dit nie 'n goeie oefening om te probeer om 'n SMA-man met 'n 2.92 mm- of 3.5 mm-vroulike koppelaar te bestuur nie. Die breër meganiese toleransies van die SMA kan die houerpennetjies van die presisie-verbindings beskadig.

Connector power rating
Vervaardigers evalueer nie die kragverspreiding van hul verbindings nie, omdat daardie spesifikasie baie toepassing afhanklik is. Dit wissel volgens frekwensie, stelsel VSWR, temperatuur, hoogte en lasimpedansies. Oor die algemeen verskil die kraghantering direk met die grootte en die hitteafvoer vermoë van die connector. Maksimum drywing verminder met toenemende frekwensie.

Die aansluiting met die beste kragvermoë vermoë is die N-aansluiting, wat 300 en 400 watt (W) kan hanteer. Die BNC- en SMA-koppelaars sal in volgorde volg. Presisie verbindings is beperk tot 10s van Watts. Weereens, as 'n hoë kragwerking benodig word, is dit belangrik om die vervaardiger te kontak vir meer akkurate drywingspesifikasies.

Verbruikersverbruik
Voordat u 'n koppelstuk gebruik, is dit belangrik om dit te inspekteer vir skade soos metaaldeeltjies, gebuigde middelgeleiers, of gebreekte of vervormde buitenste skulpe (Figuur 3). Enige skade moet herstel word, of die verswakte aansluiting moet vervang word. Skakelaars moet skoon wees sonder opgehoopte vuil of ander besoedeling. Konneksie liggame moet glad wees sonder om vas te steek of vas te steek. Moenie verbindings koppel nie; As daar 'n probleem voorkom, moet u die koppelaar inspekteer om die bron te bepaal.

Draai slegs die buitenste dop en nie die verbindingsliggaam of kabel aan wanneer u 'n draadverbinding koppel nie. Om die verbindingsliggaam te draai, kan die middelgeleiers beskadig. Sodra die buitenste hamer hand vas is, gebruik 'n gekalibreerde wringkrag sleutel om die gespesifiseerde sluitmoment volgens die vervaardiger se instruksies te bereik.

Figuur 3: (links) 'n Voorbeeld van 'n SMA-koppelstuk met vuil- en metaalfilings wat op die diëlektriese, (regs) dieselfde aansluiting opgehoop is nadat dit skoongemaak is met 'n katoenpyp en isopropylalkohol. 

Connector onderhoud
Skakelaars moet skoon gehou word. Die beste manier om dit te verseker, is om beskermende pette op koppelaars te gebruik wanneer hulle nie gebruik word nie. As 'n connector besmet is met vuil, moet dit skoongemaak word. Skakelaars met soliede diëlektrikums kan skoongemaak word met 'n lintvrye katoen swab gedoop in isopropyl alkohol. Wees versigtig om buigsenter geleierspelde te vermy. Dit is 'n goeie oefening om ook die drade skoon te maak, beide intern en ekstern op skroefdraadkoppe. Moenie 'n poeier op verbindings gebruik wat 'n lugdielektriese gebruik nie, aangesien die diëlektriese krale wat die elemente in plek hou, deur oplosmiddels beskadig kan word. Hulle kan skoongemaak word deur droë perslug te gebruik.

Kies koaksiale verbindings
Die keuse van 'n koaksiale aansluiting begin met die bandwydte wat benodig word om die seine wat gebruik word, te hanteer, gevolg deur die oorwegings van grootte en meganiese konfigurasie (prop, houer, soldeer in, paneelbout, ens.). Kyk byvoorbeeld na die uittreksel van 'n 1 GHz seingenerator. Aangesien dit 'n toets- en meetsignaalbron is, is die BNC-aansluiting 'n algemene keuse. Die bandwydte van die BNC is groter as 1 GHz en dit is beskikbaar as 'n paneelmonteer houer. 

As u 'n koppelvlak kies vir 'n frekwensiesignaal van meer as 10 GHz, oorweeg 'n SMA-aansluiting. Hierdie keuse kan beheer word deur die verskil tussen bandwydte en koste. Die 2.9 mm-aansluiting het meer as twee keer die bandwydte van die SMA, maar die bandwydte voordeel kom byna drie keer die koste.

Gevolgtrekking
Hierdie artikel het die reeks RF koaksiale verbindings hersien wat hul primêre eienskappe opsom. Dit verteenwoordig 'n goeie beginpunt vir ontwerpers om 'n geskikte koppelvlak vir hul ontwerp te kies. Soos aangedui, is dit belangrik om die ingenieursvereistes noukeurig te hersien wanneer 'n skynbaar eenvoudige RF koaksiale konneksie gekies word. 

As jy op soek is na RF L27 Male Coaxial connector, klik asseblief op die skakel: http://fmuser.net/content/?693.html

Los 'n boodskap 

boodskap Lys