Высокочастотные разъемы

Высокочастотные разъемы

Коаксиальный кабель – важное и неотъемлемое звено любой радиосистемы. Обеспечивая межблочное электрическое соединение различных узлов, в частности роутера и антенны, он отвечает за передачу высокочастотного (ВЧ) радиосигнала. Разумеется, от надежности этого участка зависит главное – качество связи, которую должна гарантировать система. Неслучайно ответственные соединения производятся с помощью специальных высокочастотных разъемов – коннекторов.

Высокочастотный разъем представляет собой парный узел, обеспечивающий присоединение кабеля к приемо-передающему устройству, либо сочленяя отдельные участки кабеля. Представлен он двумя частями:

• штекером (male, plug), именуемым в простонародье «папой»;
• гнездом (female, jack), прозванным «мамой» соответственно.

Как правило, центральная часть штекера ВЧ-коннектора оканчивается контактным штырем, а гнезда цилиндрическим контактом, куда штырь входит. К центральной части разъема присоединяется жила кабеля, а к внешней его оплетка. У разъемов с приставкой PR (reverse polarity), например PR-SMA, соединение контактов происходит иначе, то есть наоборот. Делается это для защиты от возможного попадания постоянного тока на узлы аппаратуры.

Обычно «мама» устанавливается на корпусах приборов, а «папой» оканчивается присоединяемый кабель. При выборе ответной части для подключаемого кабеля следует учитывать этот нюанс. Еще одним отличием внешне однотипных коннекторов считается волновое сопротивление, на которое он рассчитан. 50-тиомный имеет более толстый штырь, нежели его 75-тиомный аналог.

Типы, классификация и основные характеристики

На сегодняшний день существует большое количество ВЧ-разъемов, отличающихся как по способу сочленения обеих частей, так и по конструктивному исполнению. По первому признаку они бывают:

• резьбовыми, с присоединением посредством резьбового соединения;
• байонетными, обеспечивающими быстрое соединение по принципу штыка, от baïonnette (фр.) – штык;
• врубными, примером такого соединителя может служить знакомый всем телевизионный штекер.

Конструктивное исполнение определено в первую очередь назначением коннектора, согласно которого они бывают:

• кабельными, устанавливаемыми на концах кабелей;
• приборными, монтируемыми на корпусах приборов;
• приборно-кабельными (название характеризует назначение ВЧ-разъема);
• монтируемыми на печатных платах.

Последние представлены SMD-разъемами, паяющимися на плату методом поверхностного монтажа.

К основным параметрам, характеризующим пригодность ВЧ-разъема для тех либо иных целей, следует отнести:

• величину волнового сопротивления;
• рабочий частотный диапазон, определяемый верхним пределом;
• предельным КСВ (коэффициентом стоячей волны).

На практике перечень параметров значительно выше. Обычно он включает рабочий диапазон напряжения, диэлектрическую прочность изоляции и уровень вносимых потерь.

Устройство коннекторов

Конструктивно коаксиальные высокочастотные разъемы выполнены в виде круглого волновода и фактически имеют структуру кабеля. Жила кабеля крепится пайкой либо обжимом к центральным частям разъема, соосным с внешними частями (корпусом соединителя). Роль оплетки кабеля в данном случае выполняет корпус коннектора, он же обеспечивает и надежную фиксацию гнезда со штекером.

Изготавливаются металлические части соединителей обычно из бронзовых сплавов, роль диэлектрика отводится фторопласту, полиэтилену и полистиролу. Поскольку с ростом частоты проводимость проводника смещается к его поверхностному слою за счет скин-эффекта, металлические части коннектора покрываются слоем серебра или позолотой. Это вынужденная мера, отражающаяся на стоимости разъемов, однако она необходима для улучшения электрических характеристик.

Наиболее распространенные модели

На сегодняшний день существует большое количество ВЧ-коннекторов, производство которых стандартизировано российскими и международными стандартами. Тем не менее, производится оборудование по собственным стандартам компаний. Разобраться в таком многообразии достаточно сложно, поэтому оказавшись перед выбором необходимого типа коннектора, следует прибегнуть к помощи специалиста.

Для общего представления попробуем рассмотреть некоторые, наиболее популярные типы.

N-connector – один из первых СВЧ разъемов резьбового типа. Разработанный более 8 десятилетий назад сегодня он насчитывает большое количество модификаций, некоторые из них могут работать на частоте до 18 ГГц. Волновое сопротивление таких разъемов преимущественно 50 Ом. Примером такого соединителя может служить N-111/5D («папа») или NM-1/2 (N-male) с шестигранником под ключ.

N-male

N-female

BNC-connector – байонетный разъем нашедший применение в подключении радиоизмерительных приборов и аппаратуры. Кроме того он используется в сетях Ethernet, построенных по технологии 10BASE2. ВЧ-разъем производится в двух исполнениях (50 и 75 Ом) и работает на частоте до 10 ГГц (50-тиомный вариант).

TNC-connector – вариант аналогичный предыдущему, только байонетное соединение заменено резьбовым. Это более высокочастотный разъем, способный работать на частоте до 11 ГГц. Разъемы такого типа выпускаются с волновым сопротивлением 50 Ом.

SMA-connector – отличают высокие частотные характеристики. Соединитель с волновым сопротивлением способен работать на частоте до 18 ГГц, а для некоторых модификаций верхний предел составляет 26.5 ГГц. Разъем типа SMA имеет резьбовое соединение и при правильной эксплуатации способен выдержать до 500 циклов соединения. Корпус SMA (male) разъема выполнен в виде шестигранной гайки, при затяжке рекомендовано пользоваться динамометрическим ключом. Модель соединителя S-111F можно назвать типичным и доступным по стоимости разъемом SMA купить который можно в нашем интернет магазине.

PR-SMA-connector – представляет собой реверсный вариант разъема SMA на кабель. Меняя местами жилу с оплеткой кабеля, по которому осуществляется электропитание выносного устройства, он помогает защитить схему от постоянного тока.

CRC9-connector – миниатюрный вариант высокочастотного соединителя. Это коннектор врубного типа, достаточно часто применяемый с различными 3G и 4G модемами Huawei.

Помимо CRC-9 в USB-модемах 3G/4G могут использоваться и другие коннекторы. Подробнее о том, как подобрать переходник (пигтейл) к модему читайте в нашей статье. 

Коннектор RJ-45 хотя и не относится к высокочастотным разъемам, но активно применяется при создании компьютерных и телефонных сетей. Обеспечивая оконцовку кабелей UTP/FTP упрощенно именуемых «витой парой», он гарантирует надежное соединение, исключающее случайное выпадение коннектора из гнезда устанавливается без особых проблем методом обжима. Купить коннектор RJ-45 вы можете по ссылке в нашем интернет-магазине.

Кабельные сборки от нашей компании

При самостоятельном монтаже высокочастотного оборудования пользователи обычно сталкиваются с необходимостью оснащения кабелей коннекторами/разъемами. Опытные специалисты нашей компании профессионально и качественно изготовят кабельные сборки любой длины с необходимыми кабельными разъемами. Оформить заказ можно прямо на нашем сайте, или связавшись с менеджером по телефону (812) 309-72-05.