Tabella dei tipi di connettori coassiali: serie RF, guida alla frequenza e all'impedenza

Un ponticello si stacca dalla panchina, viene offerto a una porta dell'analizzatore di spettro e non si posiziona. Niente è rotto. Un'estremità è una SMA, l'altra una da 2,4 mm; entrambi sono da 50 Ω, sembrano entrambi lo stesso cilindro filettato e non sono accoppiabili. Esiste una tabella dei tipi di connettori coassiali per fermare tale ordine prima che venga effettuato, inserendo impedenza, limite di frequenza, meccanismo di accoppiamento e standard di interfaccia in un'unica pagina.

Innanzitutto la conclusione: quattro colonne decidono se un connettore funzionerà in un collegamento. Impedenza (50 Ω o 75 Ω), frequenza operativa massima, stile di accoppiamento e standard di interfaccia meccanica. Tutto il resto, dalla placcatura all'attacco del cavo, perfeziona questi quattro. Il resto di questa guida mostra come leggere un grafico di questo tipo, dove si trova effettivamente ciascuna famiglia e quali errori un grafico non riesce a individuare da solo.

Cosa deve mostrare una tabella dei tipi di connettori coassiali

Una tabella utile non è un elenco di numeri di parte, è una mappa di compatibilità. Una volta che lo sai cos'è un connettore coassiale RF e come il segnale corre dal contatto centrale alla schermatura esterna, il grafico diventa un filtro: inizia con la frequenza che ti serve, scarta tutto il cui soffitto è più basso, poi restringi per impedenza, poi per spazio sul pannello.

Impedenza: 50 Ω per comunicazioni, test e radar; 75 Ω per video, trasmissione e CATV. I due non sono intercambiabili e la differenza è spesso invisibile nella parte stessa.
Soffitto di frequenza: la frequenza più alta alla quale l'interfaccia mantiene ancora un VSWR definito. Al di sopra di esso, il connettore smette di comportarsi come una linea di trasmissione e inizia a comportarsi come un'antenna.
Accoppiamento: filettato, a baionetta, a scatto o cieco. Imposta la velocità di accoppiamento, la resistenza alle vibrazioni e la forza con cui i connettori possono essere imballati su un pannello.
Standard di interfaccia: il calibro meccanico che garantisce che due connettori della stessa serie si accoppiano e mantengono la tolleranza. MIL-STD-348 e IEC 61169 sono i riferimenti abituali e il richiamo della filettatura, come 1/4-36 UNS-2A su SMA, ne fa parte.

Tipi di connettori coassiali in breve

La maggior parte delle carte del catalogo copre da quindici a venticinque serie. La tabella seguente comprime quelli che compaiono nella grande maggioranza dei progetti RF, con i numeri che effettivamente ne decidono la compatibilità.

Tabella 1. Serie comuni di connettori coassiali con impedenza nominale tipica, limite di frequenza e stile di accoppiamento. I valori sono cifre standard del settore; confermare le prestazioni esatte di una parte specifica rispetto alla scheda tecnica del produttore.
Serie	Impedenza	Frequenza massima tipica	Accoppiamento	Utilizzo tipico
BNC	50/75 Ω	4GHz	Baionetta	Puntali, video, strumentazione
TNC	50 Ω	11GHz	Filettato	Radiomobile, alimentatori d'antenna
N	50/75 Ω	11GHz	Filettato	Stazioni base, antenne esterne
SMA	50 Ω	26,5 GHz	Filettato, 1/4-36	Strumentazione, GPS, Wi-Fi
TNC/PMI	50/75 Ω	Da 4 a 11GHz	Filettato, snap-on	Pannelli densi, accoppiamento cieco
MCX/MMCX	50 Ω	6GHz	A scatto	Dispositivi portatili, moduli
7/16DIN	50 Ω	7,5 GHz	Filettato	Siti ad alta potenza e basso PIM
4.3-10	50 Ω	6GHz	Filettato	Stazione base compatta a basso PIM
SMP/SMPM	50 Ω	40/65GHz	Inserimento a pressione cieco	Radar, satellite, schede ad alta densità
3,5 mm/2,92 mm	50 Ω	34/40GHz	Filettato, SMA compatible	Calibrazione, porte di prova
2,4 mm	50 Ω	50GHz	Filettato	Test ad alta velocità, onda millimetrica
1,85 mm/1,0 mm	50 Ω	67/110GHz	Filettato	Lavoro di laboratorio sulle onde millimetriche

Leggi la tabella come un filtro piuttosto che come una classifica. Un BNC non è un connettore peggiore di uno SMA; si tratta di un'interfaccia da 4 GHz accoppiata a baionetta che si accoppia in un quarto di giro e costa meno, che è esattamente ciò di cui ha bisogno un cavo di prova da banco. Un tipo N non è obsoleto nemmeno accanto a un 2,4 mm, perché gestisce una potenza media molto maggiore e sopravvive alle intemperie su un albero.

Laddove una serie viene offerta in entrambe le versioni da 50 Ω e 75 Ω, le due sono generalmente simili nell'aspetto ma non compatibili in un sistema da 50 Ω e la differenza a volte è contrassegnata da nient'altro che una banda colorata o un singolo carattere nel codice prodotto.

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Soffitti di frequenza, tracciati

La colonna più utile in qualsiasi grafico è la frequenza massima. Disegnate su un asse, le famiglie si separano in due gruppi chiari.

Grafico 1. Limite di frequenza superiore nominale per serie di connettori, basato sulle specifiche di interfaccia comunemente pubblicate.

La distanza tra SMA a 26,5 GHz e 2,4 mm a 50 GHz non è commercializzata. Deriva dalla geometria: all'aumentare della frequenza, la lunghezza d'onda all'interno dell'interfaccia si avvicina alle dimensioni del conduttore esterno e qualsiasi fessura, gradino o eccentricità inizia a irradiare energia fuori dalla linea. Le interfacce di precisione riducono il cordone dielettrico e stringono la banda di tolleranza sul contatto centrale e sul conduttore esterno, spingendo verso l'alto la prima modalità di ordine superiore.

Ne conseguono due conseguenze pratiche. L'acquisto di un connettore di precisione per un collegamento a 6 GHz non comporta alcun costo se non il costo e la fragilità. Spingere una SMA standard oltre il suo valore nominale spesso sembra accettabile in un breve test al banco, ma fallisce una volta che il ciclo della temperatura sposta il tallone.

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50 Ω o 75 Ω: la colonna persone salta

L'infrastruttura video e di trasmissione funziona su 75 Ω. Le comunicazioni, i test, il radar e la maggior parte della strumentazione funzionano a 50 Ω. Le famiglie condividono nomi come BNC e N, ma non la geometria, e forzandone l'una nell'altra si produce una riflessione che nessun valore di coppia potrà risolvere.

Come distinguerli

Sui componenti BNC e N la differenza è spesso un codice colore o un suffisso nel codice articolo piuttosto che un cambiamento dimensionale visibile, quindi vale la pena controllare la colonna dell'impedenza anche quando due parti sembrano identiche in una fotografia.

Quanto costa effettivamente un disallineamento

Una transizione 50/75 intenzionale può essere gestita con un pad corrispondente o un adattatore adeguato. Un guasto accidentale appare come un'ondulazione lungo la banda e viene regolarmente diagnosticato erroneamente come un guasto del cavo o dell'amplificatore perché il connettore stesso sembra corretto.

Meccanismo di accoppiamento e dimensione fisica

Lo stile di accoppiamento decide la velocità con cui un sistema può essere assemblato e quanto bene sopravvive alle vibrazioni. Il BNC a baionetta si accoppia in un quarto di giro. Le interfacce filettate come SMA, N, TNC e 7/16DIN mantengono la coppia sotto vibrazione ma richiedono più tempo per il montaggio. I tipi a scatto come SMB, MCX e MMCX sono adatti a pannelli densi dove le dita non possono raggiungere. I tipi di accoppiamento cieco come SMP e SMPM sono progettati per l'impilamento scheda-scheda con un float definito.

Grafico 2. Dimensione approssimativa del piano del dado di accoppiamento per le serie con filettatura comune e a baionetta.

La dimensione traccia la frequenza nella direzione opposta. Un'interfaccia più grande trasporta una potenza media maggiore e tollera lavorazioni più lente, ma il suo limite di frequenza superiore diminuisce. Il dado di accoppiamento da 19 mm di un tipo N è ciò che gli consente di gestire l'elevata potenza in una stazione base; lo stesso dado lo rende inutilizzabile a 30 GHz.

La serie Precision: 3,5 mm, 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm e 1,0 mm

È qui che i grafici causano gli errori più costosi. SMA, 3,5 mm e 2,92 mm condividono una filettatura da 1/4-36 e si accoppieranno fisicamente, anche se l'abbinamento di un connettore dielettrico aria di precisione con uno SMA dielettrico polimerico usura leggermente la parte di precisione su ogni connessione. Le interfacce da 2,4 mm e 1,85 mm formano una coppia compatibile che copre 50 GHz e 67 GHz. L'interfaccia da 1,0 mm raggiunge i 110 GHz e non si accoppia con niente di più grande.

La regola di approvvigionamento è semplice: considerare il connettore di precisione come riferimento e ogni accoppiamento come un evento di usura. I connettori di test riutilizzabili sono progettati per un numero limitato di cicli e un contatto centrale danneggiato su un'interfaccia da 2,4 mm può degradare un intero percorso di misurazione senza alcun danno visibile.

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Varianti ermeticamente sigillate sullo stesso grafico

I connettori standard aspirano l'aria su entrambi i lati del pannello. Laddove un segnale deve passare attraverso un involucro sigillato, una camera a vuoto, un'unità radar pressurizzata o un modulo spurgato con azoto, il connettore diventa parte della tenuta. Le versioni sigillate ermeticamente mantengono il contatto centrale con un legame vetro-metallo o ceramica-metallo e sono specificate dal tasso di perdita di elio piuttosto che dalla sola tolleranza dimensionale.

Su una tabella dei tipi questi appaiono come un ramo separato piuttosto che come un'opzione nelle serie standard. Le interfacce push-fit SMP e SMPM esistono anche in versioni sigillate, motivo per cui spesso i moduli radar e satellitari densi le specificano. Il ramo sigillato aggiunge un controllo che nessuna tabella può eseguire: il diametro del cordone di vetro deve corrispondere al ritaglio del pannello e il processo di sigillatura vincola le opzioni di placcatura e il limite di frequenza ottenibile.

Dal connettore al cavo assemblato

Un connettore è una parte di un cavo assemblato. Il grafico ti fornisce l'interfaccia; il cavo imposta la perdita e il metodo di collegamento imposta l'affidabilità.

Figura 1. Spaccato isometrico di un tipico cavo coassiale filettato, dalla guaina all'interfaccia di accoppiamento.

Tre tipi di giunti dominano la produzione. La saldatura viene utilizzata per i contatti centrali e, sui cavi semirigidi, per la treccia. La crimpatura si adatta ai cavi flessibili in volume. Il morsetto è adatto a cavi di grande diametro in cui un dado di compressione cattura la treccia. Ciascuno si guasta in modo diverso: un giunto di saldatura freddo appare come una perdita intermittente sotto il cambiamento di temperatura, mentre una crimpatura sottodimensionata si presenta come una perdita di inserzione crescente dopo la vibrazione.

Una lista di controllo per l'approvvigionamento prima dell'invio dell'ordine

Questi controlli rilevano gli errori che un grafico non può rilevare.

Confermare l'impedenza su entrambi i lati di ogni giunto, compresi adattatori e puntali.
Controllare il limite massimo di frequenza dell'assieme finito piuttosto che del solo connettore, poiché l'elemento più debole stabilisce il limite.
Verificare lo standard dell'interfaccia, la valutazione del ciclo di accoppiamento e se la parte è riutilizzabile o installata in modo permanente.
Confermare le dimensioni del ritaglio del pannello, i requisiti di sigillatura e la compatibilità della placcatura con la metà di accoppiamento.
Richiedi una perdita di ritorno o una scansione VSWR superiore a 6 GHz sull'assemblaggio finito, non solo un test di continuità CC.

Trasformare il grafico in un ordine

Il grafico restringe il campo; una scheda tecnica e una misurazione spazzata chiudono la decisione. Ciò che una tabella non può dirvi è chi manterrà la tolleranza sul foro del pannello, sul diametro del cordone e sulla placcatura alla decimillesima parte. A questa domanda è meglio rispondere con un Produttore di connettori coassiali RF con lavorazione, placcatura e assemblaggio interni, prima del primo ordine anziché dopo il primo guasto.

Domande frequenti: tipi di connettori coassiali

Q1. Quali sono i tipi di connettori coassiali più comuni?

I cavalli di battaglia sono SMA, BNC, TNC, N e 7/16 DIN, con SMP e SMPM per le schede blind-mate e la serie di precisione che copre il lavoro con onde millimetriche.

Q2. Qual è la differenza tra connettori coassiali da 50 ohm e 75 ohm?

Utilizzano contatti centrali e dimensioni dielettriche diverse per adattarsi all'impedenza del sistema. Una spina da 75 ohm su un jack da 50 ohm crea un riflesso che appare come un'increspatura attraverso la banda.

Q3. È possibile accoppiare i connettori SMA e da 2,92 mm?

Sì, le interfacce da 2,92 mm e 3,5 mm sono meccanicamente compatibili con SMA e si accoppiano. Poiché sono dielettrici in aria e realizzati con precisione, abbinali a un adattatore sacrificale anziché a connessioni dirette ripetute.

Q4. Quale tipo di connettore coassiale è migliore sopra i 40 GHz?

2,4 mm covers 50 GHz, 1.85 mm reaches 67 GHz and 1.0 mm reaches 110 GHz. Choose the smallest series that meets the target, since smaller interfaces are harder to terminate and more sensitive to contamination.

Q5. A cosa serve un connettore coassiale ermeticamente sigillato?

Trasporta la RF attraverso un pannello sigillato mantenendo un tasso di perdita definito, utilizzando un legame vetro-metallo o ceramica-metallo. Gli usi tipici sono camere a vuoto, unità radar pressurizzate e moduli esterni.

Q6. Come posso utilizzare una tabella dei tipi di connettori coassiali per scegliere una parte?

Inizia con la frequenza, rimuovi tutte le serie il cui soffitto è più basso, quindi filtra per impedenza, stile di accoppiamento e ritaglio del pannello. Conferma la scelta finale rispetto alla scheda tecnica.