Kā izvēlēties, izmantot un uzturēt koaksiālos savienotājus RF lietojumprogrammām?

Radiofrekvenču (RF) shēmas izplatās gan vadu, gan bezvadu sakariem, tostarp Wi-Fi un dažādām bezvadu tehnoloģijām, kas tiek izmantotas lietisko internetu (IoT). Šie augstfrekvences signāli ir jāsadala starp sistēmām, ķēdes komponentiem un mezgliem ar minimālu zudumu vai neīsto starojumu.

Lai gan tradicionāli tas ir RF koaksiālo kabeļu un savienotāju loma, dizaineriem laikam, izmaksām un uzticamības spiedienam ir jāpārliecinās, ka viņi ātri izvēlas optimālo RF savienotāju un pareizi pielieto to, lai nodrošinātu maksimālu veiktspēju un ilgu kalpošanas laiku.

Šajā rakstā tiks apskatīti RF savienotāji no kritiskiem parametriem, piemēram, izmēra, frekvences diapazona, zuduma un izturības viedokļa, lai palīdzētu dizaineriem savienot to savienojumu ar RF lietojumu. Tajā tiks piedāvāti arī piemēroti risinājumi ar noderīgu informāciju par to, kā tos piemērot un uzturēt.

RF koaksiālie savienotāji
RF koaksiālie savienotāji un kabeļi nodrošina galvenās RF saites sakaru, apraides un bezvadu, kā arī testu un mērījumu izmantošanu. Tie nodrošina zema zuduma ceļu starp RF sistēmām, komponentiem, mezgliem un ierīcēm, kas izmanto koaksiālo kabeļu vai sloksnes līnijas. Pamatu koaksiālo struktūru veido centrālais vadītājs, ko ieskauj koncentriski izolējošs dielektriskais slānis. Tas, savukārt, ir noslēgts ar cilindrisku vadītspējīgu apvalku. Kabeļu elementu izmēri tiek precīzi kontrolēti, lai nodrošinātu konstantu vadītāja izmēru un atstarpi, kas nepieciešams, lai tā efektīvi darbotos kā pārvades līnija. 

RF savienotāji nodrošina savienojumus koaksiālo kabeļu un sloksnes līniju pārvades līniju savienošanai ar citiem komponentiem vai mezgliem. Tie paplašina koaksiālo struktūru, pievienojot bloķējošos vadītājus kopā ar bloķēšanas mehānismu, vienlaikus saglabājot nemainīgu elektrisko pretestību. Attēlā 1 parādīts amphenola RF savienotājelementu A tipa (SMA) savienojošo pāri.

Attēls 1: SMA savienotāja pāra paraugs ir koaksiālais savienotājs, un attēlā redzams savienojošais iekšējais vadītājs, dielektriskā slānis un fiksējošais ārējais vadītājs.

Kreisais attēls ir vīrietis vai spraudnis pusē. Labais attēls attēlo sievas, domkratu vai tvertnes pusi no savienotāju pāra. Parasti kontaktdakšai ir izvirzīts centru vadītājs un iekšējie bloķēšanas pavedieni uz ārējā dzīsla. Tvertnei ir padziļināts iekšējais vadītājs un ārējie bloķēšanas pavedieni. Jāatzīmē, ka dažiem "reversās polaritātes" savienojuma tipiem ir bloķēšanas pavedieni pretēji, ar ārējiem pavedieniem uz vīra detaļas un iekšējām vītnēm uz sieviešu komponentes. Citi bloķēšanas mehānismi var ietvert pagriežņa atslēgu, bajonetes savienojumu vai snap atslēgas gredzenus.

Lielākā daļa koaksiālo savienotāju, tāpat kā šis SMA savienotāju pāri, ir "seksīgi", un katrā pusē ir dažādas struktūras. Ir daži savienotāji, kuriem ir identiskas struktūras katrā savienojuma pusē. Tie galvenokārt ir augstas precizitātes savienotāji, kas paredzēti lietošanai laboratorijās.

Koaksiālie savienojuma veidi
Lai gan ir neskaitāmi RF savienotāji, tos diferencē pēc vairākiem galvenajiem parametriem. Šīs specifikācijas ietver fizisko izmēru, pretestību, VSWR, savienojuma veidu un joslas platumu vai frekvences diapazonu (1 tabula).

1 tabula: Kopīgi izmantoto koaksiālo savienotāju specifikāciju kopsavilkuma tabula

Savienotāja joslas platums
Galvenā specifikācija koaksiālajam savienotājam ir tā joslas platums. Tas apraksta visaugstāko biežumu, kādā to var izmantot. Savienotāja maksimālā izmantojamā frekvence ir ārējā apvalka diametra un materiāla, ko izmanto kā dielektrisku, diametra funkcija. Jo mazāks ir čaulas diametrs, jo augstāka ir maksimālā izmantojamā frekvence. Līdzīgi, lietojot gaisu kā dielektrisku, tiek piedāvāts visaugstākais frekvences rādītājs salīdzinājumā ar citiem dielektrikiem. Tā rezultātā visaugstākās joslas platuma savienotāji izmanto gaisu kā dielektrisku.

Savienotāja pretestība
Lai nodrošinātu maksimālu jaudas padevi un samazinātu jaudas zudumu atstarošanas dēļ, savienojuma raksturīgajai pretestībai jāatbilst avotam un slodzei. Lielākā daļa savienotāju vispārējām RF lietojumprogrammām ir paredzētas 50 W impedancei; bet 75 W savienotāji ir pieejami ar video saistītiem lietojumiem.

VSWR
Sprieguma pastāvīgā viļņa attiecība (VSWR) ir mērījuma savienojuma savienojuma efektīva pretestība. Jo augstāka ir VSWR, jo lielāka jauda tiek atspoguļota no savienotāja sakarā ar pretestības nesakritību. Ņemiet vērā, ka VSWR ir frekvences funkcija, un savienotāja VSWR vērtības ir jāsalīdzina tikai ar tādu pašu frekvenci.

Sakabes mehānisms
Sakabes kolonna norāda izmantoto mehāniskā bloķēšanas mehānisma tipu. Tas ir ārkārtīgi svarīgi lietojumos, kuros savienotājs ir pakļauts vibrācijai. Savienošana parasti ir kompromiss starp savienojuma vieglumu un drošu bloķēšanu. Iepriekš attēlots 1 attēlots SMA savienojuma pārs ir vītņota savienojuma piemērs. Bajoneta un pieslēgšanas savienojuma piemēri ir attēloti attiecīgi 2 attēlā, izmantojot attiecīgi BNC un SMP savienojuma tipu.

Attēls 2: bajonetes un uzmavas savienojumu piemēri. Sakaru metode ir svarīga lietojumos, kuros sagaidāms vibrācijas, un bieži tas ir kompromiss starp lietošanas vienkāršību un drošu bloķēšanu. 

Savienotāja izmērs un izturība
Ņemot vērā tendenci uz miniaturizāciju, izmēram ir svarīga loma savienotāja izvēlē. Tabula 2 atkal parāda uzskaitīto savienotāju lieluma klases. Pastāv kompromiss starp izmēriem un savienotāja kalpošanas laiku. Mazākiem savienotājiem parasti ir mazāk pieejamo savienošanas / atvienošanas pārošanās ciklu. Ja lielākajam N savienotājam var būt ilgāks par 500 pārošanās ciklu, mikroinženurālas U.FL savienotāja izturība ir ierobežota līdz 30 pārošanās cikliem. Katra savienotāja kalpošanas laiks ir atkarīgs no ražotāja, un, ņemot vērā to specifikācijas, jākonsultējas, ja dzīves ilgums ir svarīgs parametrs.

Koaksiālie savienotāji, kas tiek izmantoti lietojumprogrammās, piemēram, testa un mērīšanas instrumenti, kur raksturīgi daudz pārošanās ciklu, parasti tiek aizsargāti, izmantojot "savienotāju noguldītājus". Šie viegli nomainīti adapteri ir savienoti ar instrumentu savienotājiem un piedāvā daudzkārtu savienojuma korpusu vairākiem lietojumiem.

Savienotāju klase un nozares specifikācijas
Savienotāji iedala dažādās klasēs. 2 tabulā precizitātes savienotāji, piemēram, 1 mm caur 2.92 mm un N savienotāji, ietilpst IEEE-STD-287. Šiem savienotājiem ir precīzākas izmēru pielaides, ko nosaka viņu plaša joslas platuma lietojumi. Biežāk sastopamie savienotāji ietilpst MIL-STD-348 vai kādā no Eiropas standartiem, piemēram, CECC 22220. Šādu savienotāju pielaides ir mazākas, tāpēc ir iespēja ietaupīt izmaksas.

Pieskaņošanas saderība
Saistīts ar savienotāju klasi ir iespēja savienot savienotājus no dažādām ģimenēm. 2 tabulā ir uzskaitīti vairāki iespējamie maināmo savienotāju pārošanās. 1.85 mm un 2.4 mm savienotāji ir savstarpēji aizvietojami, tāpat kā 2.92 mm un 3.5 mm savienotāji. 2.92 mm un 3.5 mm male savienojuma korpusi var savienot ar SMA sieviešu savienotājiem, samazinot kopējo joslas platumu. Sakarā ar to tolerances klases atšķirībām nav ieteicams mēģināt saplūst SMA vīriešus ar 2.92 mm vai 3.5 mm sieviešu savienotāju. SMA plašākās mehāniskās pielaides var sabojāt precizitātes savienotāju tvertņu tapas.

Savienotāja jaudas reitings
Ražotāji nav novērtējuši to savienotāju jaudas izkliedēšanu, jo šī specifikācija ir ļoti atkarīga no pieteikuma. Tas mainās atkarībā no frekvences, sistēmas VSWR, temperatūras, augstuma un slodzes pretestības. Kopumā strāvas padeve notiek tieši atkarībā no savienotāja izmēra un siltuma izkliedes spējas. Maksimālā jaudas izkliede ar pieaugošu frekvenci samazinās.

Savienotājs ar vislabāko jaudas pārneses spēju ir N savienotājs, kas spēj apstrādāt 300 un 400 vati (W). BNC un SMA savienotāji sekotu kārtībā. Precīzijas savienotāji ir ierobežoti ar Watts 10. Vēlreiz, ja ir nepieciešama liela jauda, ​​ir svarīgi sazināties ar ražotāju, lai iegūtu precīzākas enerģijas izkliedes specifikācijas.

Savienotāju izmantošana
Pirms savienotāja izmantošanas ir svarīgi pārbaudīt, vai tas nav bojāts, piemēram, metāla daļiņas, izliekta centra vadītāji vai sasmalcināti vai deformēti ārējie apvalki (attēls 3). Jebkurš bojājums ir jālabo, vai arī ir jāaizvieto traucētā savienotājs. Savienotājam jābūt tīram, bez uzkrātiem netīrumiem vai citiem piesārņotājiem. Savienotāju ķermeņiem jābūt matemātiski gludām, bez uzlīmēšanas vai saspiešanas. Nepievienojiet savienotāja savienojumu; ja rodas problēma, atkārtoti pārbaudiet savienotāju, lai noteiktu avotu.

Savienojot vītņoto savienotāju, pagrieziet tikai ārējo apvalku, nevis savienotāja korpusu vai kabeli. Savienotāja korpusa pagriešana var sabojāt centrvadi. Kad ārējais uzgrieznis ir cieši piegriezts, izmantojiet kalibrētu griezes momenta uzgriežņu atslēgu, lai sasniegtu norādīto bloķēšanas momentu saskaņā ar ražotāja norādījumiem.

Attēls 3: (pa kreisi) SMA savienotāja piemērs ar netīrumiem un metāla kārbām, kas uz dielektriskiem elementiem (pa labi) ir savienots pēc tam, kad tas ir notīrīts ar vates tamponu un izopropilspirtu. 

Savienotāju uzturēšana
Savienotāji jātur tīri. Vislabākais veids, kā to nodrošināt, ir savienotāju lietošanas aizsargvāciņu lietošana, kad tie netiek izmantoti. Ja savienotājs ir piesārņots ar netīrumiem, tas jātīra. Savienotājus ar cieto dielektriķi var iztīrīt ar neorganizētu vates tamponu, kas iemērc izopropilspirtā. Esi uzmanīgs, lai izvairītos no centru vadītāja tapu lieces. Laba prakse ir tīrīt arī vītņotiem savienotājiem gan iekšējos, gan ārējos pavedienus. Nelietojiet tamponu uz savienotājiem, kas izmanto gaisa dielektriķi, jo dielektriskās lodītes, kurās atrodas elementi, var tikt bojāti ar šķīdinātājiem. Tos var tīrīt, izmantojot sausi saspiestu gaisu.

Koaksiālo savienotāju izvēle
Koaksiālā savienotāja izvēle sākas ar joslas platumu, kas vajadzīga, lai apstrādātu izmantotos signālus, kam seko apsvērumi par izmēru un mehānisko konfigurāciju (kontaktdakša, tvertne, lodēturs, panelis, uc). Piemēram, apsveriet 1 GHz signāla ģeneratora izejas savienotāju. Tā kā šis ir pārbaudes un mērīšanas signāla avots, BNC savienotājs ir kopīga izvēle. BNC joslas platums ir lielāks par 1 GHz, un tas ir pieejams kā paneļa montāžas tvertne. 

Izvēloties savienotāju frekvences signālam, kas pārsniedz 10 GHz, apsveriet SMA savienotāju. Šo izvēli var regulēt starpība starp joslas platumu un izmaksām. 2.9 mm savienotājam ir vairāk nekā divas reizes lielāks SMA joslas platums, bet šī joslas platuma priekšrocība ir gandrīz trīs reizes lielāka par izmaksām.

Secinājumi
Šajā rakstā ir apskatīts RF koaksiālo savienotāju klāsts, kas apkopo to galvenos atribūtus. Tas ir labs sākumpunkts dizaineriem, izvēloties piemērotu savienotāju to dizainam. Kā redzams, rūpīgi jāpārbauda inženiertehniskās prasības, izvēloties šķietami vienkāršu RF koaksiālo savienotāju. 

Ja meklējat RF L27 Male koaksiālo savienotāju, lūdzu, noklikšķiniet uz saites: http://fmuser.net/content/?693.html

Atstāj ziņu 

Message saraksts