Коаксиальный электрический соединитель

Коаксиальный электрический соединитель (коаксиальный соединитель, RF-соединитель (от англ. radio frequency connector); англ. coaxial RF connector) — электрический соединитель, предназначенный для соединения коаксиального кабеля с оборудованием и для соединения (сочленения) двух коаксиальных кабелей друг с другом.

Присоединительные элементы представляют собой сборки из двух-трёх вилок или розеток и называются адаптерами.

Конструкция соединителей

Соединители представляют собой коаксиальный круглый волновод, заполненный диэлектриком. Соединитель имеет два соосных (англ. coaxial) контакта: внутренний и внешний.

В зависимости от формы внутреннего контакта, коаксиальные соединители делятся на два вида: вилка и розетка. Внутренний контакт вилки представляет собой штырь. У розетки данным контактом является гнездо. Внешний проводник изнутри имеет цилиндрическую форму поверхности.

Волновое сопротивление линии зависит:

• от отношения диаметров внутреннего проводника и внутреннего диаметра внешнего проводника;
• от материала диэлектрика.

Стандартные значения волнового сопротивления: 50 Ом и 75 Ом.

Материалы диэлектрика:

• фторопласт (политетрафторэтилен (тефлон));
• полиэтилен;
• полистирол.

Гнездовые контакты соединителей, используемых в сверхвысокочастотном диапазоне или для измерительных целей, изготавливаются из бронзы и покрываются тонким слоем серебра или золота.

Герметичные соединители имеют конструкцию, которая в сочленённом положении препятствует газовому или жидкостному обмену через изолятор и уплотнения в количествах, превышающих допустимые значения.

Классификация соединителей

• По способу сочленения соединители бывают:
  • резьбовые;
  • байонетные;
  • врубные.
• По конструктивному исполнению соединители бывают:
  • кабельные (устанавливаются на концы коаксиальных кабелей);
  • приборные;
  • приборно-кабельные;
  • соединители, устанавливаемые на печатные платы.

Обозначения соединителей

Российские соединители

• 1‑й элемент (два знака): буквы «СР» — соединитель радиочастотный.
• 2‑й элемент (необязательный): буква «Г» — герметичное исполнение.
• 3‑й элемент (два знака): номинальное значение волнового сопротивления:
  • 50 — 50 Ом;
  • 75 — 75 Ом;
• 4‑й элемент: дефис (-).
• 5‑й элемент (неопределённое количество знаков): порядковый номер разработки.
• 6‑й элемент: указание материала диэлектрика:
  • «П» — полиэтилен;
  • «Ф» — фторопласт (политетрафторэтилен);
  • «С» — полистирол;
  • «К» — керамика;
  • «В» — высокочастотные пресс-порошки.
• 7‑й элемент (необязательный): буква «В» — всеклиматическое исполнение.

Некоторые специальные типы соединителей имеют свои особые обозначения.

Международные соединители

Мировые производители коаксиальных соединителей используют разные системы наименований. В одной из наиболее распространённых систем,^[1]обозначение соединителей состоит из следующих частей:

• буква;
• трёхзначное число;
• буква.

Например: «B-212 °F», где первая буква обозначает серию соединителя.

Распространённые типы соединителей

Обозначение русское	Обозначение международное	Волновое сопротивление, Ом	Сечение канала, мм/мм	Сочленение	Предельная частота, ГГц	Розетка	Вилка
Тип-II по ГОСТ 13317-89	7/16	50	16/6,95	М27×1,5	7,5
Тип III «Экспертиза» по ГОСТ 13317-89	Тип N	50	7/3,04	М16×1 (для III), дюймовая (для N)	12,4/7,5
Тип IV «ВР» по ГОСТ 13317-89	нет аналога	50	13,5/4,1	М18×1	10/3
Тип V по ГОСТ 13317-89	Тип BNC 50 Ω	50	7/2,15	байонет	10
нет аналога	Тип BNC, 75 Ω	75		байонет
Тип VI «ШВР» по ГОСТ 13317-89	нет аналога	50	10/4,3	М20×1	10
Тип VIII по ГОСТ 13317-89	нет аналога	75	16/4,6	М27×1,5	3
Тип VII по ГОСТ 13317-89	нет аналога	75	13,5/2,5	М18×1	3
Тип IX «Град» по ГОСТ 13317-89	Тип SMA	50	3,5/1,52	М6×0,75 (для «Град»), дюймовая (для SMA)	18
СР-50-999...1007	Тип BMA	50	3,5/1,52	М6×0,75 (врубной)	18
нет аналога	Тип SMB	50		врубной	4
нет аналога	Тип TNC	50	7/2,15	дюймовая резьба	11
Ряд соединителей по ВР0.364.016 ТУ	Тип UHF	50	0,5	Варианты резьбы для ВР: М16×1; М16×1,5 Резьба для UHF: 5/8'-24 UNEF 2
Тип II по ГОСТ 20265-83	Тип C 75 Ω	75	13,5/2,5	байонет	10
Тип I по ГОСТ 20265-83	Тип C 50 Ω	50	13,5/4,1	байонет	10
Телевизионный соединитель	IEC_169-2	75		врубной
Автомобильный соединитель	Motorola connector	75		врубной
«Тюльпан»	Тип RCA	75		врубной
нет аналога	Тип FME	50			2

BNC

Соединитель типа BNC (BNC — аббревиатура от англ. bayonet Neill-Concelman) — электрический соединитель с байонетным сочленением. Назван в честь разработчиков: Пола Нейла (англ. Paul Neill) из лаборатории «Bell Labs» и Карла Концельмана (англ. Carl Concelman) из фирмы «Amphenol». Служит для подключения коаксиального кабеля c волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом и диаметром до 8 мм. Потери в таком соединителе обычно не превышают 0,3 дБ.

Кабели с соединителями типа BNC применяются для соединения радиоэлектронных устройств (измерительных генераторов, осциллографов и других приборов), а также для построения сетей стандарта Ethernet по технологии 10BASE2.

В соединителях BNC разной конструкции центральная жила и оплётка коаксиального кабеля могут фиксироваться тремя способами:

Монтаж внутреннего и внешнего (оплётки) проводника коаксиального кабеля к соединителю может осуществляться тремя способами:

• пайкой;
• накруткой;
• обжимом деталей соединителя на кабеле.

По форме соединители BNC делят на прямые и угловые.

Аббревиатуру BNC иногда расшифровывают как «baby Neill-Concelman», «baby n connector», «british naval connector», «bayonet nut connector».

Подтипы BNC

• BNC (на конце кабеля либо припаивается, либо обжимается).
• BNC-F (с резьбовым креплением).
• BNC-Т (Т-коннектор; соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера по технологии 10BASE-2 стандарта Ethernet).
• BNC-I и BNC-бappeл (I-коннектор; применяются для сращивания двух отрезков «тонкого» коаксиального кабеля).

TNC

Соединитель типа TNC (TNC — аббревиатура от англ. threaded Neill-Concelman) — версия соединителя BNC с резьбовым соединением. Соединитель имеет волновое сопротивление 50 Ом и подходит для частот до 11 ГГц. Более эффективен для сверхвысоких частот (СВЧ), чем соединитель BNC. Разработан в конце 1950-х годов и назван в честь разработчиков: Пола Нейла (англ. Paul Neill) из лаборатории «Bell Labs» и Карла Концельмана (англ. Carl Concelman) из фирмы «Amphenol». Используется в радио- и проводной технике.

SMA

Соединитель типа SMA (SMA — аббревиатура от англ. sub-miniature version A) — соединитель для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Разработан в 1960-х годах. Используется в СВЧ-устройствах. Обладает повышенной надёжностью и прочностью. Имеет резьбовое соединение 1/4"-36 (соответствует примерно М6×0,75). Вилка имеет 0.312-дюймовую (7,925 мм) шестигранную гайку, внутреннюю резьбу и выступающий контакт. В соединителях SMA используется диэлектрик из политетрафторэтилена.

Соединители SMA рассчитаны на 500 циклов сочленений при условии правильной затяжки гайки. Для правильной затяжки требуется установить ⁵/₁₆‑дюймовый динамометрический ключ:

• от 0,3 до 0,6 Н·м для медных соединителей;
• от 0,8 до 1,1 Н·м для стальных соединителей.

Соединители SMA рассчитаны на работу от переменного тока частотой до 18 ГГц, но некоторые версии рассчитаны до 26,5 ГГц.

Для других частот используют соединители, подобные соединителям SMA:

• 3,5‑мм соединители, рассчитанные на частоты до 34 ГГц;
• 2,92-мм соединители (также известные как соединители типа K или 2,9‑мм соединители), рассчитанные на частоты до 46 ГГц.

Эти соединители, как и соединители SMA, имеют наружную резьбу (могут соединяться со SMA), но в качестве диэлектрика используют воздух. При соединении с низкокачественными соединителями SMA срок службы соединения уменьшится.

Соединители типа RP-SMA (англ. reverse polarity SMA) — соединители SMA, в которых центральные контакты поменяны местами: в кабельной вилке (Male) стоит гнездовая часть центрального контакта, а в блочной розетке (Female) - штыревая часть (соединители с обратной полярностью, инверсные SMA-соединители). Изначально разъёмы RP-SMA появились в конце 1990-х годов в Wi-Fi-устройствах в соответствии с требованиями FCC (федеральной комиссии по связи США), чтобы пользователи устройств не могли подключать к ним другие ("не родные") антенны. В течение нескольких лет этот ограничительный метод как-то работал, но потом соединители RP-SMA стали свободно доступны на рынке, также, как и SMA. (См. ссылки 4 и 5).

SMB

Соединитель типа SMB (англ. sub-miniature version B) — соединитель для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом. Разработан в 1960-х годах. Соединители SMB меньше, чем соединители SMA. Предназначены для кабелей двух типов:

1. кабель 2.6/50+75 S (внешний диаметр — 3 мм; внутренний диаметр — 1,7 мм);
2. кабель 2/50 S (внешний диаметр — 2,2 мм; внутренний диаметр — 1 мм).

Соединитель типа SSMB — уменьшенный соединитель SMB. Характеристики:

• волновое сопротивление: 50 Ом;
• ток: постоянный;
• рабочая частота: 12,4 ГГц.

SMC

Соединитель типа SMC (англ. sub-miniature version C) — соединитель для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом. Разработан в 1960-х годах. Отличается низким уровнем шума. Характеристики:

• ток: постоянный;
• частота: до 10 ГГц;
• диаметр коаксиального кабеля: от 2 мм до 3 мм.

соединители SMC фиксируются с помощью резьбы. Число витков резьбы: от 10 до 32. На соединители может быть нанесён слой золота, никеля, серебра или других металлов. Применяются для соединения Wi-Fi оборудования с антеннами и в СВЧ-устройствах с повышенными требованиями к защите от вибраций.

FME

Соединитель типа FME — соединитель для подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Предназначен для работы на частотах до 2 ГГц включительно.

Используются для соединения конечных устройств систем подвижной связи, радиоудлинителей, сотовых терминалов и др. с мобильными антеннами. В частности, применяются для подключения антенн GSM.

Адаптирован к интерфейсам UHF, Mini UHF, TNC, BNC и N.

Конструкция гнезда соединителя (англ. rotating nipple) позволяет кабелю поворачиваться на 360°; предусмотрена резьба для фиксации соединения накидной гайкой (удобство подключения аппаратуры мобильной связи).

Существуют модификации для коаксиальных кабелей RG-58, RG-59, RG-174.

F

Соединитель типа F. Разработан для телевизионного оборудования. На сегодняшний день является самым дешёвым соединителем для высоких частот (ВЧ). Центральная жила кабеля используется для соединения. Работает с частотами до 2150 МГц.

Соединители F, обычно, рассчитываются для коаксиальных кабелей диаметром до 7 мм. В соединителях для кабелей диаметром до 11 мм используются специальные вставки и насадки на центральную жилу.

В соединителях F резьба дюймовая: 3/8"-32UNEF, 32 нитки на дюйм.

Коаксиальные переходы

Коаксиальные переходы

Коаксиальный переход^[2] (переходник) — комбинация из двух коаксиальных соединителей, соединённых коротким жёстким отрезком коаксиальной линии. Переходы предназначены для сращивания коаксиальных кабелей между собой или для стыковки коаксиальных трактов с разным сечением канала.

Кроме коаксиальных, существуют коаксиально-волноводные и коаксиально-полосковые переходы, используемые для стыковки коаксиальных каналов с волноводами или с полосковыми линиями.

Классификация переходов

• Переходы одного присоединительного ряда называются одноканальными, разных присоединительных рядов — межканальными.
• Переходы по области применения:
  • общего назначения;
  • измерительные (прецизионные) (к таким проходам предъявляются повышенные требования по неоднородности тракта и переходным сопротивлениям).
• Переходы по конструктивному исполнению (разные конструктивные исполнения выпускают для удобства применения):
  • прямые (измерительные переходы бывают только прямыми);
  • уголковые (Г-образные).

Согласование в переходах

• Межканальные переходы, как правило, имеют соединители с одинаковым волновым сопротивлением (50 Ом или 75 Ом). Простые (несогласованные) переходы с соединителями разного сопротивления существуют, но используются редко (обычно — на низких частотах).
• Иногда при согласовании переходов с разным волновым сопротивлением к концам проводников подключают высокочастотный резистор. Недостатки: такой переход имеет согласование только в одну сторону; рассеивание (потеря) мощности на резисторе. Чаще резисторов применяются четвертьволновые или экспоненциальные трансформаторы — специальные переходы, содержащие провод с переменным диаметром. В четвертьволновых трансформаторах сечение провода меняется по длине скачкообразно, а в экспоненциальных — плавно.

Российские измерительные переходы

Коаксиальные тройники

• Коаксиальные тройники применяются для разветвления электромагнитного сигнала на два канала. Простые тройники не обеспечивают согласования в линии (из-за того, что две нагрузки подключаются параллельно), поэтому их используют в случаях, когда рассогласование несущественно.
• Для разветвления электромагнитной энергии на сверхвысоких частотах иногда применяют специальные тройники, у которых плечи сделаны в виде согласующих четвертьволновых отрезков линии, однако, такие устройства могут работать только в узком диапазоне частот, для которого они предназначены.
• Для ответвления части энергии от основного канала существуют специальные тройники, у которых одно из плеч связано с основным трактом либо через конструктивную ёмкость, либо с помощью витка связи, однако, чаще в таких случаях используется направленный ответвитель.

История

• Первый pадиочастотный соединитель (UHF connector) был создан E. C. Quackenbush из фирмы «American Phenolic Co» (позднее переименованной в «Amphenol») в начале 1940-х годов.
• В 1958 году J. Cheal из фирмы «Bendix research laboratory» (США) pазработал первый миниатюрный соединитель с предельной частотой 10 ГГц для системы активного доплеровского радара (с рабочей длиной волны 5,5 см). Этот соединитель получил название BRM (англ. bendix research miniature). В pезультате его усовершенствования фирмой «M/A-COM Omni-Spectra» (США) в 1962 году появился соединитель OSM.
• N-коннектор разработан Полом Нейлом (англ. Paul Neill) из лаборатории «Bell Labs» и является первым соединителем, наиболее полно отвечающим требованиям сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.

Основные нормируемые характеристики

• Номинальное волновое сопротивление;
• Номинальная площадь сечения канала и её допустимые отклонения;
• Верхняя предельная частота;
• Предельный коэффициент стоячей волны (КСВ);
• Прочность изоляции;
• Диапазон напряжений;
• Сопротивления контактов;
• Вносимые потери.

См. также

• Электрический соединитель
• Соединитель типа RCA
• Коаксиальный кабель
• Коаксиальные трансформаторы

Примечания

Литература и документация

Литература

• Справочник по элементам радиоэлектронных устройств: Под ред. В. Н. Дулина и др. — М.: Энергия, 1978
• Краткий справочник конструктора РЭА. Под ред. Р. Г. Варламова — М.: Сов. Радио, 1972
• Джуринский К. Б. Коаксиальные радиокомпоненты нового поколения для микроэлектронных устройств СВЧ. Справочные материалы по электронной технике — ОНТИ, 1996
• Джуринский К. Б. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ: соединители, коаксиально-микрополосковые переходы, адаптеры, СВЧ-вводы, низкочастотные вводы, изоляционные стойки, фильтры помех — Техносфера, 2006
• Савченко В. С., Мельников А. В., Карнишин В. И. Соединители радиочастотные коаксиальные — М.: Сов. радио, 1977, 48 с.

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 20265-83 Архивная копия от 19 июня 2015 на Wayback Machine. Соединители радиочастотные коаксиальные. Присоединительные размеры.
• ГОСТ 13317-89 Архивная копия от 19 июня 2015 на Wayback Machine. Элементы соединения СВЧ трактов радиоизмерительных приборов. Присоединительные размеры.
• ГОСТ РВ 51914-2002. Элементы соединения СВЧ трактов электронных измерительных приборов. Присоединительные размеры.
• ГОСТ 21962-76 Архивная копия от 19 июня 2015 на Wayback Machine. Соединители электрические. Термины и определения.
• ГОСТ 18238-72 Архивная копия от 19 июня 2015 на Wayback Machine. Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения.
• ОСТ4-Г0.364.024-71. Переходы коаксиальные. Руководство по выбору.
• ОСТ5-8772-86. Переходы волноводно-коаксиальные. Конструкция, размеры, технические требования, правила приемки и методы испытаний.
• ЧТУ ВР0.364.016 ТУ-65. Вилки кабельные, переходы, розетки и тройники с резьбовым соединением.
• ТУ 11-АГ0.364.204ТУ-80. Соединители радиочастотные коаксиальные вилки и розетки.
• ТУ 107-ВР0.364.060ТУ-88. Соединитель радиочастотный коаксиальный.
• ТУ 88-НТДИ.004ТУ-91. Соединители радиочастотные коаксиальные типа РЦ.00.
• ВРО.364.049 ТУ. Соединители радиочастотные коаксиальные. Технические условия.
• IEC 60169. Соединители радиочастотные. Части 1-36.
• IEC/TR 61141 (1992). Соединители коаксиальные радиочастотные. Верхний предел частоты.

Ссылки

• Миниатюрные коаксиальные соединители SMA, SMB и SMC для радиоэлектронной аппаратуры СВЧ Архивная копия от 29 сентября 2007 на Wayback Machine // Электронные компоненты, 2001, № 1.
• Наиболее распространённые коаксиальные радиочастотные соединители Архивная копия от 1 марта 2005 на Wayback Machine
• Элементы радиочастотных линий передачи
• Question: What is the Difference Between SMA and Reverse Polarity SMA Connectors?
• What is the difference between SMA and RP-SMA?

Эта страница в последний раз была отредактирована 8 апреля 2024 в 12:48.