RF Uygulamaları için Koaksiyel Konektörlerin Seçimi, Kullanımı ve Bakımı Nasıl Yapılır?

Radyo frekansı (RF) devreleri, Wi-Fi ve Nesnelerin İnterneti (IoT) için kullanılan çeşitli kablosuz teknolojiler dahil, hem kablolu hem de kablosuz iletişimde çoğalmaktadır. Bu yüksek frekanslı sinyaller, sistemler, devre bileşenleri ve alt montajlar arasında minimum kayıp veya sahte radyasyon ile dağıtılmalıdır.

Bu geleneksel RF koaksiyel kablo ve konektör rolü olmakla birlikte, zaman, maliyet ve güvenilirlik basınç altında tasarımcıları hızla Optimum RF konektörü almak ve maksimum performans ve uzun ömür için doğru uygulandığından emin olmak için gereklidir.

Bu makale, RF konektörlerini tasarımcıların konnektörlerini RF uygulamalarına uydurmalarına yardımcı olmak için boyut, frekans aralığı, kayıp ve dayanıklılık gibi kritik parametreler açısından ele alacaktır. Ayrıca, bunların nasıl uygulanacağı ve sürdürüleceğine dair yararlı bilgiler içeren uygun çözümler sunacaktır.

RF koaksiyel konnektörler
RF koaksiyel konektörler ve kablolar, iletişim, yayın ve kablosuz iletişimin yanı sıra test ve ölçüm kullanımında önemli RF bağlantıları sağlar. RF sistemleri, bileşenleri, alt montajları ve koaksiyel kablo veya şerit hatları kullanan cihazlar arasında düşük kayıplı yollar sağlarlar. Temel koaksiyel yapı, eşmerkezli bir yalıtkan dielektrik tabaka ile çevrelenmiş bir merkezi iletkenden oluşur. Bu, sırayla, silindirik bir iletken kabuk ile çevrilidir. Kablo elemanlarının boyutları, bir iletim hattı olarak verimli bir şekilde işlev görmesi için gerekli olan sabit bir iletken boyutu ve aralığı sağlamak için tam olarak kontrol edilir. 

RF konnektörleri, koaksiyel kabloları ve şerit hat iletim hatlarını diğer bileşenlere veya alt montajlara bağlamak için birleşme sağlar. Sabit bir elektrik empedansı korurken, bir kilitleme mekanizması ile birlikte kilitleme iletkenlerini ekleyen koaksiyal yapıyı genişletirler. Amphenol RF'den bir çift çiftli subminiature tip A (SMA) konektör elemanı Şekil 1'te gösterilmiştir.

Şekil 1: SMA konnektör çifti bir koaksiyel konnektörün bir örneğidir ve görüntü eşleşen iç iletken, dielektrik katman ve kilitleme dış iletkenini gösterir.

Soldaki görüntü erkek veya fişin yarısıdır. Sağdaki resim konektör çiftinin dişi, jakı veya priz yarısını göstermektedir. Genel olarak, fiş, dış iletken üzerinde çıkıntılı bir merkez iletken ve iç kilitleme dişlerine sahip olacaktır. Haznenin bir girintili iç iletken ve harici kilitleme dişleri vardır. Bazı 'ters polarite' konektör tiplerinin, kilitleme dişlerinin tersine döneceği, erkek bileşen üzerindeki dış dişler ve dişi bileşen üzerindeki dahili dişler olacağı unutulmamalıdır. Diğer kilitleme mekanizmaları, büküm kilidi, bayonet bağlantısı veya geçmeli kilit halkaları içerebilir.

Bu SMA konnektör çifti gibi çoğu koaksiyel konnektör, her bir yarıda farklı yapılara sahip 'cinsiyetli' dir. Kavşağın her iki tarafında aynı yapıya sahip bazı konektörler vardır. Bunlar çoğunlukla laboratuvar uygulamaları için tasarlanmış yüksek hassasiyetli konektörlerdir.

Koaksiyel konnektör tipleri
Çok sayıda RF konektörü olsa da, bir takım anahtar parametreler ile ayırt edilirler. Bu özellikler fiziksel boyutu, empedansı, VSWR, kuplaj tipi ve bant genişliği veya frekans aralığı (Tablo 1) içerir.

Tablo 1: Sık kullanılan koaksiyel konnektör özelliklerinin özet tablosu

Bağlayıcı bant genişliği
Bir koaksiyel konnektörün anahtar özellikleri, bant genişliği. Bu, kullanılabileceği en yüksek frekansı tanımlar. Bir konektörün maksimum kullanılabilir frekansı, dış kabuğun çapının ve dielektrik olarak kullanılan malzemenin bir fonksiyonudur. Kabuk çapı ne kadar küçük olursa, maksimum kullanılabilir frekans artar. Benzer şekilde, dielektrik olarak hava kullanılması diğer dielektriklere göre en yüksek frekans performansını sunar. Sonuç olarak, en yüksek bant genişliği konektörleri havayı dielektrik olarak kullanır.

Bağlayıcı empedansı
Maksimum güç transferini sağlamak ve yansımalar nedeniyle güç kaybını azaltmak için, konektörün karakteristik empedansı kaynağa ve yüke uygun olmalıdır. Genel RF uygulamaları için çoğu konnektör bir 50 W empedansı sunmak üzere tasarlanmıştır; Videoyla ilgili uygulamalar için 75 W konektörleri mevcuttur.

VSWR
Voltaj duran dalga oranı (VSWR), eşleştirilmiş konnektörün etkili empedansının bir ölçüsüdür. VSWR ne kadar yüksek olursa, empedans uyumsuzluklarından dolayı konektörden daha fazla güç yansıtılır. VSWR'nin bir frekans işlevi olduğunu ve VSWR konnektörünün sadece aynı frekansta karşılaştırılması gerektiğini unutmayın.

Kaplin mekanizması
Birleştirme sütunu, kullanılan mekanik kilitleme mekanizmasının tipini listeler. Bağlayıcının titreşime maruz kaldığı uygulamalarda bu son derece önemlidir. Bağlantı, normalde bağlantı kolaylığı ve güvenli kilitleme arasındaki bir uyuşmazlıktır. Daha önce Şekil 1'ta gösterilen SMA konnektör çifti, dişli bir kuplajın bir örneğidir. Bayonet ve geçmeli kuplaj örnekleri, sırasıyla, BNC ve SMP konektör tipini kullanarak, Şekil 2'te gösterilmiştir.

Şekil 2: Bayonet ve geçmeli bağlantıların örnekleri. Birleştirme yöntemi, titreşimin beklendiği ve genellikle kullanım kolaylığı ile güvenli kilitleme arasındaki bir alış verişin olduğu uygulamalarda önemlidir. 

Bağlayıcı boyutu ve dayanıklılık
Minyatürleştirmeye yönelik eğilim göz önüne alındığında, bir konektör seçiminde boyut önemli bir rol oynamaktadır. Tablo 2, yine listelenen bağlaçların boyut sınıflarını gösterir. Boyut ve konektör ömrü arasında bir ticaret var. Daha küçük konektörler daha az kullanılabilir bağlantı / ayırma eşleşme döngüsüne sahip olma eğilimindedir. Daha büyük N konektörün 500 çiftleşme döngüsünden daha büyük bir dayanıklılığa sahip olması durumunda, mikro minyatür U.FL konektörü dayanıklılığı 30 çiftleşme döngüleri ile sınırlıdır. Her konnektörün ömrü üretici ile değişir ve kullanım ömrü önemli bir parametre ise, teknik özelliklerine başvurulmalıdır.

Birçok çiftleşme döngüsünün tipik olduğu test ve ölçüm cihazları gibi uygulamalarda kullanılan koaksiyel konektörler genellikle 'konektör koruyucular' kullanılarak korunur. Bu kolayca değiştirilen adaptörler, cihaz konektörleriyle eşleşir ve birden fazla kullanım için bir giderilebilen konektör gövdesi sunar.

Bağlayıcı sınıfı ve endüstri özellikleri
Konektörler birkaç farklı sınıf tarafından kategorize edilir. Tablo 2'te 1 mm 2.92 mm ve N konnektörleri gibi hassas konektörler IEEE-STD-287 altındadır. Bu konektörler, geniş bant genişliği uygulamalarıyla dikte edilen daha hassas boyutsal toleranslara sahiptir. Daha yaygın olan konektörler MIL-STD-348 veya CECC 22220 gibi Avrupa standartlarından birinin altına girer. Bu bağlaçlardaki toleranslar daha gevşektir, dolayısıyla maliyet tasarrufu için bir fırsat vardır.

Eşleme uyumluluk
Bağlayıcı sınıfıyla ilgili olarak, çeşitli ailelerden konektörleri eşleştirme becerisidir. Tablo 2, bir dizi olası değiştirilebilir konnektör çiftini listeler. 1.85 mm ve 2.4 mm konektörler, 2.92 mm ve 3.5 mm konektörler gibi değiştirilebilir. 2.92 mm ve 3.5 mm erkek konektör gövdeleri, SMA dişi konnektörlerle genel bant genişliğinde bir düşüşle eşleştirilebilir. Tolerans sınıflarındaki farklılıktan dolayı, bir SMA erkeğini ya 2.92 mm ya da 3.5 mm dişi konnektörle birleştirmeyi denemek iyi bir uygulamadır. SMA'nın daha geniş mekanik toleransları, hassas konektörlerin priz pimlerine zarar verebilir.

Konektör güç değerlendirmesi
Üreticiler, bağlantılarının güç dağılımını değerlendirmezler çünkü bu özellik çok uygulamaya bağlıdır. Frekans, sistem VSWR, sıcaklık, rakım ve yük empedanslarına göre değişir. Genel olarak, güç kullanımı konektörün boyutu ve ısı dağılımı yeteneği ile doğrudan değişir. Artan frekansla maksimum güç kaybı azalır.

En iyi güç kullanım kapasitesine sahip konektör, 300 ve 400 watt (W) ile çalışabilen N konektördür. BNC ve SMA konektörleri sırayla takip eder. Hassas konektörler 10 Watt ile sınırlıdır. Yine, eğer yüksek güçte çalışma gerekiyorsa, daha kesin güç dağılımı özellikleri için üreticiye başvurmak önemlidir.

Bağlayıcı kullanımı
Bir konnektör kullanmadan önce, metal parçacıklar, bükülmüş merkez iletkenler veya ezilmiş veya deforme olmuş dış kabuklar (Şekil 3) gibi hasarlar açısından incelenmesi önemlidir. Herhangi bir hasar onarılmalı veya bozulmuş konektör değiştirilmelidir. Konektörler birikmiş kir veya diğer kirletici maddeler olmadan temiz olmalıdır. Bağlantı gövdeleri, yapıştırma veya sıkışma olmadan düzgün bir şekilde eşleşmelidir. Konektör çiftlemesini zorlamayın; Bir sorun olursa, kaynağı belirlemek için konektörü yeniden kontrol edin.

Dişli bir konektörle eşleşirken, sadece dış kabuğu çevirin ve konektör gövdesini veya kablosunu çevirmeyin. Konektör gövdesinin döndürülmesi, merkez iletkenlere zarar verebilir. Dış yüksük elle sıkıldıktan sonra, üreticinin talimatlarına göre belirtilen kilitleme torkuna ulaşmak için kalibre edilmiş bir tork anahtarı kullanın.

Şekil 3: (sol) dielektrik üzerinde biriken kir ve metal tozları, (sağ) bir pamuklu çubukla ve izopropil alkol ile temizlendikten sonra, aynı konektörü olan bir SMA konnektör bir örnek. 

Konektörü bakım
Konektörler temiz tutulmalıdır. Bunu garantilemenin en iyi yolu, kullanılmadığında konektörler üzerindeki koruyucu kapakları kullanmaktır. Bir konektör kirle kirlenmişse temizlenmelidir. Katı dielektrikli konektörler izopropil alkole batırılmış tüysüz bir pamuklu çubukla temizlenebilir. Bükme merkezi iletken pimlerini önlemek için dikkatli olun. Dişli konektörlerde hem iç hem de dış dişleri temizlemek de iyi bir uygulamadır. Elemanları yerinde tutan dielektrik boncuklar çözücüler tarafından zarar görebileceğinden, hava dielektrik kullanan konektörlerde sürüntü kullanmayın. Kuru basınçlı hava kullanılarak temizlenebilirler.

Koaksiyel konnektörleri seçme
Bir koaksiyel konnektörün seçilmesi, kullanılan sinyalleri işlemek için gereken bant genişliği ile başlar, ardından boyut ve mekanik konfigürasyon (fiş, priz, lehim, panel montajı vb.) Göz önünde bulundurulur. Örneğin, bir 1 GHz sinyal üreticisi için çıkış konektörünü düşünün. Bu bir test ve ölçüm sinyali kaynağı olduğundan, BNC konektörü ortak bir seçimdir. BNC'nin bant genişliği 1 GHz'den daha büyüktür ve panele monte edilmiş bir priz olarak mevcuttur. 

10 GHz'yi aşan bir frekans sinyali için bir konektör seçerken, bir SMA konektörünü düşünün. Bu seçim, bant genişliği ve maliyet arasındaki dengeyle yönetilebilir. 2.9 mm konektörü, SMA'nın iki katından daha büyüktür, ancak bu bant genişliği avantajı, maliyetin neredeyse üç katıdır.

Sonuç
Bu makalede, birincil niteliklerini özetleyen RF koaksiyel konektörler aralığı gözden geçirilmiştir. Tasarımcılar için tasarımları için uygun bir konektör seçerken iyi bir başlangıç ​​noktasıdır. Gösterildiği gibi, görünüşte basit bir RF koaksiyel konektör seçerken mühendislik gereksinimlerinin dikkatli bir şekilde gözden geçirilmesi önemlidir. 

RF L27 Erkek koaksiyel konektörü arıyorsanız, lütfen bağlantıya tıklayın: http://fmuser.net/content/?693.html

Mesaj bırakın 

İleti listesi