Un connettore a radiofrequenza è un tipo di dispositivo di connessione in grado di trasmettere segnali in radiofrequenza con piccole perdite e riflessioni e fornire connessioni rapide e ripetute nel sistema di trasmissione in radiofrequenza. È composto principalmente da contatti, isolatori, gusci e accessori.
Il connettore a radiofrequenza deve essere selezionato per un contatto affidabile, buone proprietà conduttive e isolanti, sufficiente resistenza meccanica e il numero di volte di plug-in soddisfa i requisiti degli standard nazionali e internazionali pertinenti. Allo stesso tempo, sono molti i fattori che determinano la serie e gli stili dei connettori, tra i quali il cavo patch e la gamma di frequenza di utilizzo sono i fattori principali. Nella pratica ingegneristica, avvicinare il più possibile il diametro del connettore e il diametro del cavo per ridurre al minimo la riflessione. Maggiore è la differenza tra il diametro del cavo e il diametro del connettore, peggiore è la prestazione. La riflessione di solito aumenta in funzione della frequenza e i connettori generalmente più piccoli generalmente funzionano bene alle frequenze più alte. Per frequenze molto alte (superiori a 26 GHz), sono necessari connettori precisi per mezzi d'aria.
Quando si sceglie un connettore per radiofrequenza, è necessario considerare i seguenti fattori:
La gamma di frequenza determina la serie di connettori utilizzati. Di solito a frequenze più basse (inferiori a 6 GHz), vengono utilizzati connettori push-lock o baionetta. Le connessioni filettate vengono solitamente utilizzate in ambienti ad alte prestazioni e bassa rumorosità.
Di solito la specifica del cavo determina l'impedenza del connettore.
50 e 75 ohm sono le due impedenze standard più comunemente utilizzate e molte serie di connettori hanno 50 ohm e 75 ohm. I cavi comuni e le loro caratteristiche possono essere trovati sul nostro sito web. A volte a frequenze inferiori a 500 MHz, è possibile utilizzare connettori da 50 ohm su cavi da 75 ohm (o viceversa) e le prestazioni sono accettabili. La ragione di ciò è che generalmente i connettori da 50 ohm sono economici e sono ampiamente utilizzati.
Oltre a far corrispondere il più possibile le dimensioni del cavo e del connettore per ridurre al minimo gli errori, anche l'interfaccia e il materiale isolante del connettore sono considerazioni importanti. Le interfacce lineari di testa e collegate in aria (come le interfacce SMA e di tipo N) possono fornire prestazioni ad alta frequenza e bassa riflessione, mentre le interfacce dielettriche sovrapposte (come BNC e SMB) di solito hanno limitazioni nelle prestazioni di frequenza e riflessione. Il grafico che di solito riflette le prestazioni del connettore è la tabella dei coefficienti di riflessione. Questo è un metodo di misurazione che descrive quanto il segnale viene riflesso dal connettore. Può essere espresso dal coefficiente di riflessione, dal rapporto delle onde stazionarie di tensione (VSWR) e dalla perdita di ritorno.
Sulla base dei requisiti estesi per le interfacce non standard delle apparecchiature radio nel Capitolo 15 della Federal Communications Commission (FCC), molti progettisti scelgono spesso interfacce di connettori standard (come BNC, TNC), ma invertono la loro polarità. A volte viene utilizzata un'interfaccia a thread inverso.
In alcune applicazioni speciali, anche i requisiti di alimentazione e tensione sono un fattore determinante per l'utilizzo dei connettori. Le applicazioni ad alta potenza richiederanno l'uso di connettori di grande diametro (come i tipi 7-16 DIN e HN). Generalmente, la potenza di trasmissione è determinata dalla potenza di trasmissione del cavo, che di solito è determinata in base all'esperienza. Il livello di rottura della tensione è determinato dalla tensione di picco. La capacità di trasmissione di potenza diminuisce con la frequenza e l'altitudine.
Rapporto d'onda stazionaria di tensione (VSWR) e sua determinazione
VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) è una misura della quantità di segnale restituita dal connettore. È un'unità vettoriale che include ampiezza e componenti di fase. È molto importante riconoscerlo, soprattutto quando consideriamo l'effetto composito di più connettori su una linea di trasmissione. La mancata corrispondenza dell'impedenza causerà riflessi. Se il cavo utilizzato ha un'impedenza di 50 ohm, anche il connettore deve mantenere un'impedenza di 50 ohm. Il cambio di dimensione dal cavo alla linea di trasmissione del connettore, il dielettrico isolante nel connettore e la perdita di contatto del conduttore sono i principali fattori che causano il disadattamento. In generale, ci sono due metodi per determinare il VSWR di un connettore. Il primo metodo consiste nell'utilizzare la limitazione" limitazione linea retta piatta" metodo nell'intera banda di frequenza. Ad esempio, per una spina BNC diritta con un cavo flessibile, il VSWR è specificato a un massimo di 1,3 a 4GHz. : 1 (solitamente scritto come il massimo 1.3). Il secondo metodo consiste nel tenere in considerazione che VSWR è una funzione diretta della frequenza tipica nelle situazioni reali. Con la spina SMA diritta del cavo RG-142 B / U, VSWR può essere descritto come: VSWR = 1,15 +0,01 * F (GHz) Alla frequenza massima di 12,4 GHz. Ad esempio, a 2 Ghz, il VSWR massimo consentito sarà 1,15+2 * 0,01 o il massimo 1,17. A 12,4 Ghz sarà 1.15+12.4 * .01 o il massimo 1.274. Naturalmente, questi valori possono essere convertiti in perdita di ritorno o coefficiente di riflessione.
Perdita di inserzione e sua determinazione
Perdita di inserzione ρ, definita come:
ρ=10 * log (Po / Pi), unità dB
Po ---- Potenza di uscita
Pi ---- Ingresso alimentazione
Tre ragioni principali per la perdita di inserzione:
Perdita di riflessione, perdita dielettrica e perdita del conduttore. La perdita di riflessione si riferisce a quelle perdite del connettore dovute alle onde stazionarie. La perdita dielettrica si riferisce alla perdita di energia che si propaga nei materiali dielettrici (teflon, rexolite, delrin, ecc.). La perdita del conduttore si riferisce alla perdita causata dalla conduzione di energia sulla superficie del conduttore del connettore. È legato alla selezione dei materiali e all'uso della galvanica. Generalmente, la perdita di inserzione del connettore varia da pochi centesimi di dB a pochi decimi di dB. Come il metodo di specifica VSWR, può essere specificato come" limite linea retta piatta" o in funzione della frequenza. Come per l'esempio VSWR, per spine BNC diritte con cavi flessibili, nelle condizioni di prova massime di 3 Ghz, il BNC può essere specificato come massimo di 0,2 dB.
Per SMA, in condizioni di test a 6 Ghz, è possibile specificare la perdita di inserzione ρ=0,06 * (f - GHz) dB. Ad esempio, a 4 GHz, la massima perdita di inserzione è 0,06 * 2 o 0,12 dB. Sebbene il connettore possa essere utilizzato in un'ampia gamma di frequenze, di solito viene testato solo a una frequenza specifica specificata perché è un processo accurato e dispendioso in termini di tempo per misurare con precisione perdite molto piccole. Questo processo di test è definito in MIL PRF-39012.