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射频如何连接?国产SMA连接器告诉你答案
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射频如何连接?国产SMA连接器告诉你答案

2021-12-30 09:44:01 来源:电子发烧友

【哔哥哔特导读】射频连接器中有一类超小型的被称为SMA连接器。射频连接器越小,那么制造难度就会越高,同时成本也会迅速增加,而且对精度以及误差都会有影响。

射频连接器作为电子连接器的细分类别,一直是连接器这个竞争激烈的行当里相对热门的类别。一般来说射频连接器会与同轴电缆一起使用,用于提供屏蔽并最大限度地减少连接处传输线阻抗的变化。

射频连接器中有一类超小型的被称为SMA连接器。射频连接器越小,那么制造难度就会越高,同时成本也会迅速增加,而且对精度以及误差都会有影响。因此SMA连接器如何保持机械性能与电气性能成了验证SMA连接器产品是否成熟的标准。机械性能上的耐久力、接触紧密性、连接扭矩以及接合力,电气性能上的电压驻波比、插入损耗以及功率等等,都对射频连接器的“好坏”起到了决定性作用。

国际龙头SMA连接器优势缩小

TE、安费诺、宾德、莫仕等等国际主流标杆大厂的连接器一直代表着世界先进水平,不管是在成本控制、先进制造工艺以及创新设计上都有着深厚的积累。

连接器

(图源:TE)

TE的SMA连接器首先性能能达到12.4GHz以上,这个现在很多厂商都能做到,但是在材料上TE会有更多的选择性。其中包括了不锈钢、黄铜、锌压铸件等等,同时还能提供耐腐蚀的非磁性白青铜镀层。这就很能体现一个连接器标杆企业的积累与沉淀了。在对材料的选择与应用上,TE就是比其他同行要高明那么一些。不同的材料不同的工艺,TE的SMA连接器都能完全适配MIL-C-39012的所有性能要求。

TE整个SMA系列的电压驻波比在1.02到1.25之间。如果从面向中低端的应用中来看,其中的SMA系列电压驻波比不超过1.15。而且,这些连接器插入损耗极低,仅为0.05*SQRT(f) dB。在极低的插入损耗和VSWR下,TE的射频SMA连接器可以说提供了目前业内最优的连接器匹配水平。

国产SMA连接器突飞猛进

国产射频连接器在近几年也取得了长足的进步与发展。虽然在成本端无法与国际主流连接器厂商抗衡,依然有着利润率薄的问题,但成本问题本就离不开不断的技术实力积累和长期的投入。可持续的低成本背后永远是长期专注的研发实践和资本投入。

除了长期的投入,国内企业也在不断尝试新东西。通过设计新结构,优化新工艺,使用新材料,尽可能从源头开始缩小与国际行业龙头的差距。

连接器

(图源:电连技术)

上图是电连技术的一款SMA连接器,适用于3GHz以下的连接应用。机械性能暂时无法得知,从它的电气性能看,特性阻抗是标准化的50Ω。电压驻波比在频率范围内最高为1.5。在国内能做到这个水平已经是相当不错了。虽然严格来说将这个参数对比国际主流厂商,会有一点点偏高。即便是最高值,我们也会期望电压驻波比能再更低一些。

-0.5dB的最大插入损耗是实际应用中很常见的插入损耗水平。虽然可以满足,但是还不够,毕竟链路损耗最小化是所有连接器产品的目标。0.1,0.3的插入损耗与0.5相比还是有一段差距的,尤其是对于低噪声前端,对于损耗的要求会更高。

连接器

(图源:中航光电)

中航光电的SMA系列在可靠性上更接近国际一流标准一些。为了适配航空航天应用,中航光电连接器产品对环境的耐适度往往要高出同类产品,-65℃至165℃的温度覆盖是少有的宽覆盖范围。

而根据配置电缆的不同,中航光电SMA连接器的最大电压驻波比分别为1.15+0.02f与1.10+0.02f。这绝对是行业领先的驻波比,体现了整个连接器在设计上独到的思路。同时内导体和外导体的接触电阻也尽力在往小做,0.003Ω的内导体接触电阻与0.002Ω的外导体接触电阻不难看出在材料的选择上费尽心思。在保证可靠性的同时还尽可能减少接触电阻的影响。

小结

可以看到在面向中低端的应用上,国产SMA连接器其实与TE这些龙头并没有那么大的差距。虽然在工艺、材料和设计上没法做到与这些有先发优势的厂商同样出彩,但性能也在逐年提升,并没有被落下。

 

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