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IMS2025展示新的射频/微波互连方案

2025-09-03 11:45:28 来源:编译:深圳市连接器行业协会 李亦平 作者:David Shaff

作为全球最顶尖的微波领域会议,国际微波学会专题研讨会涵盖从基础技术、组件再到系统的所有内容,包括最新的连接器、波导和互连技术等。

IMS

IEEE MTT-S国际微波研讨会是全球领先的涵盖射频毫米波及太赫兹技术的顶级会议。微波周活动将IMS与IEEE RFIC研讨会,以及ARFTG大会相结合,涵盖了从基础技术、元器件到系统工程的全方位内容,以及连接器的潜力、太赫兹波导技术和最新的互连技术等。

2025国际微波系统展(IMS 2025)于6月15日至20日在旧金山莫斯康会展中心(Moscone Center )举行,吸引了来自55个国家的9000余名参会者和500多家参展商。展会赞助商包括:Samtec、Eravant及Mi-Wave等公司,重点展示了波导技术。Keysight、Rohde&Schwarz则展出了测试测量设备。Analog Devices、Marki Microwave、MACOM和Qorvo等企业也带来了各类组件与集成设备。展会现场汇聚了射频同轴连接器与波导领域的主流供应商,堪称行业盛会。

MY05 SERIES

波导频率下的连接器

5G所需的大部分元器件已经存在,除使用同轴线传输220GHz频段的元器件外,问题主要涉及元器件优化和应用设计。

展会上展出的高频同轴连接器中,Anritsu公司的ME7838G毫米波矢量网络分析仪系统表现最为突出。该连接器设备采用0.6毫米接口,工作频率范围覆盖70千赫至220吉赫,可满足5G及未来6G频段需求。值得注意的是,这种0.6毫米接口并不支持标准同轴耦合方式,而是通过UG-387波导法兰接头实现对接,操作时需先对齐定位销,再将法兰紧密贴合完成连接。

Anritsu MA25400A模块,配备0.6毫米接口和波导法兰,适用于220GHz运行。

Anritsu MA25400A模块,配备0.6毫米接口和波导法兰,适用于220GHz运行。

其它测试设备供应商,例如Copper Mountain技术公司,使用第三方扩展器(如Eravant)和波导接口为170和220GHz提供设备。Virginia Diodes(VDI)使用与Keysight,以及其它测试与测量供应商兼容的射频连接器和波导为330GHz提供模块扩展器。

在国际微波通信大会(IMS)期间,IEEE标准委员会举办了现场与线上会议。来自Bishop&Associates的代表参与了IEEE-P1785工作组会议,为支持连接器行业前沿需求的波导技术标准IEEE P3136提供了专业建议。23IND03射频4.6G标准工作组发布的研究报告中提到“将同轴测量频率范围扩展至0.5毫米连接器的220GHz频段”,这为新型0.5毫米同轴连接器的研发指明了方向。我们不妨静待2026年国际微波通信大会,看看这项连接器技术能否真正落地。

参展商反馈,在110-170GHz频段部署D波段(用于无线5G、6G回传及雷达应用),业界对使用0.8毫米同轴连接器的兴趣日益浓厚。目前市场上已出现多家供应商提供0.8毫米射频连接器及配套线缆,包括:Anritsu, Southwest Microwave, SPINNER, Telent Microwave (China), Waka Manufacturing (Japan), Withwave (South Korea), 和Yuetsu Seiki Co. (Japan)。Flann Microwave 和 Eravant公司为波导适配器提供0.8毫米射频连接器。Withwave 生产的垂直式0.8毫米射频连接器在145GHz频段的驻波比(VSWR)低于1.8。多数供应商确认射频连接器产品符合IEEE-287.1-2021标准设计要求(IEEE 287.2-201规范了性能测试标准)。

Withwave

其它产品系列

Signal Microwave公司总裁比尔·罗萨斯(Bill Rosas)说,他的团队在板载测试上花费的时间非常多。Signal Microwave公司提供了一个新的射频连接器设计指南。

波导及波导元件供应商的数量似乎与同轴连接器一样多。在强调相位匹配和稳定性的连接器线缆供应商中,包括:Samtec、Smiths Interconnect、evissaP、Flexco Microwave、Glenair、Harbour Microwave、Insulated Wire、Junkosha、MagaPhase、Maury、Mini-Circuits和W.L. Gore等。Micro-Coax(安费诺的公司)则通过采用ARACON材料替代金属编织线,实现了连接器产品重量的减轻。

采用先进材料的新产品包括Corning Gilbert公司的RESINFLEX介电环氧树脂绝缘体,可替代玻璃介电材料,用于非气密应用。外壳为100%镀金。GPO等效值适用于100次配合循环。

Smiths Interconnect的SMPM Mini-Lock连接器,适用于高达110GHz的剧烈振动和冲击应用。

Smiths Interconnect的SMPM Mini-Lock连接器,适用于高达110GHz的剧烈振动和冲击应用。

还有一家新公司是Golden Devices GmbH(德国埃尔兰根),该公司成立于2022年,是一家大学孵化公司,利用聚合物3D打印、金属化或3D铸造,生产高达300GHz的波导组件和天线。

SV Microwave在Amphenol展区展示了NanoRF VITA 67.3连接器系统、BMB射频适配器(BMB是支持SOSA对齐开放式系统测试和校准的高功率推入式适配器)、抗扭边缘发射连接器、线缆组件和连接器系列。

SV Microwave(安费诺)提供的VITA 67.3连接器

SV Microwave(安费诺)提供的VITA 67.3连接器

推动射频连接器性能“扩展标准”的公司包括SPINNER和Keysight等。

Hirose推出了适用于43.5GHz的2.92毫米新型现场可更换射频连接器。Southwest Microwave公司的厚壁SuperSMA连接器,在高功率27GHz应用中仍居首位,而其SuperMini 0.9毫米则强调小型化,并提供67GHz低驻波比(1.2:1)的性能。

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在更高频段,射频连接器会演变为传输线组件,必须像有源器件一样进行处理。仅仅满足最低规格要求已不够,用户普遍反映需要性能稳定、变化不大的连接器产品。要实现高效应用,连接器和线缆专家需掌握不同封装技术差异。氮化镓凭借更高的功率密度和能效,采用嵌入式2SPAK和PowerFLAT等封装方案。砷化镓则使用QFN(四边扁平无引脚)等传统封装方式。这会影响PCB和同轴连接器I/O设计及元件选型。随着节点尺寸缩小至90纳米,氮化镓已应用于E波段(71-86GHz)和W波段(92-114GHz)。

多端口连接器

多端口连接器是高密度同轴串行互连组件,其优势体现在封装尺寸、PCB板空间、人工成本和可靠性方面。众多参展商展示了多端口连接器组件产品。快速浏览参展商名单可以发现,几乎所有SMPM型连接器供应商都推出了串行集成组件,至少在单排配置方案中如此。

Samtec的Magnum RF ganged、多端口RF block和电缆组件用于毫米波应用。

Samtec的Magnum RF ganged、多端口RF block和电缆组件用于毫米波应用。

Samtec的多端口产品包括同轴连接器组件、外壳以及电缆组件,如上图所示的MAGNUM射频连接器产品。

安费诺公司旗下SV Microwave公司研发出全新同轴电缆系列,可适配MIL-DTL-38999标准圆形连接器的20号接触腔体,适用于I、II、III、IV系列外壳,工作频率可达40GHz。该同轴连接器产品是对SV Microwave公司原有大尺寸接触腔体产品的补充。II系列接触腔体的设计与常规不同,这类连接器常用于轻量化应用场景,采用“薄饼式”结构而非防漏设计。根据MIL-DTL-32689标准,同系列接触腔体及其配套同轴电缆可适配安费诺的2M连接器。此外,ITT Cannon公司的MKJ系列及Glenair公司的80系列同轴连接器也符合MIL-DTL-32689标准。

SV Microwave D38999连接器,具有SV20 20号同轴触点。

SV Microwave D38999连接器,具有SV20 20号同轴触点。

Southwest Microwave(SMI)公司生产的PCB安装式MIL-DTL-38999型插座采用接触腔体设计,配备同轴组件,其结构与MIL-DTL-32689连接器中提供的20、16、12和8号尺寸同轴组件(对应MIL-DTL-38999标准及20HD尺寸)的电缆插头和面板插座相似。此外,该公司还提供适用于标准MIL-DTL-24308 D-Sub微型连接器的20HD尺寸同轴组件,以及采用改良Micro-D MIL-DTL-83513外壳的定制化组件。根据所用电缆类型的不同,Southwest Microwave公司的多端口同轴组件可适配67+GHz频段。

Southwest Microwave公司高级销售经理鲍勃·格里芬(Bob Griffin)表示:“由于MIL-DTL-38999连接器常用于高振动/冲击应用场景,我们委托Contech研究公司进行了符合该标准的完整振动/冲击质量测试。关键在于常规MIL连接器的触点结构与同轴规格同类连接器产品存在显著差异,例如MIL规格公头采用实心结构,而同轴规格则使用薄壁组件。”

互换性问题值得关注,因为它们与SMA不同,后者设计相对简单且标准化。而同轴替换组件中使用的细长插脚较为脆弱。但这也正是我们通过不同线缆获得≥67GHz性能的关键所在。不当的对接甚至探针操作都可能造成损坏。采用MIL规格连接器的线束外壳很少组装毫米波同轴电缆,也可能缺乏专用矢量网络分析仪来测试应用频率下的终端工艺。

20号和20HD号同轴电缆的终端处理采用直接焊接方式,电缆中心导体未焊接(保持全圆压缩结构),而焊料则施加在外层电缆/编织层以完成电气路径。我们曾有潜在客户询问如何使用常规非同轴接触工具进行压接。因此,我们更倾向于提供20号同轴组件作为工厂预接线的跳线,而客户可自行完成其他16、12和8号同轴等效产品的终端处理。

Southwest Microwave公司在15个位置MIL-DTL-24308 D型连接器上进行的5000次连接/断开循环的电气和机械测试。

Southwest Microwave公司在15个位置MIL-DTL-24308 D型连接器上进行的5000次连接/断开循环的电气和机械测试。

专业多端口同轴连接器组件主要由Times Microwave(安费诺旗下公司)、Glenair等厂商提供,同时也有电缆制造商直接采购其它供应商的同轴元件和MIL连接器。虽然MIL-DTL-38999连接器的接头外壳具有互换性(需符合MIL3899质量要求),但不同供应商提供的同轴连接器接口设计及定位公差可能存在差异。因此目前尚无法确定各厂商生产的MIL-DTL-38999同轴连接器版本之间是否具备兼容性。

技术演示

在MicroApps研讨会区域的演讲包括:

双频段220GHz探头结合了同轴和波导频段,用于连续扫描测量

Form Factor公司的Gavin Fisher展示了双频段220GHz探头,该探头结合了同轴连接器和波导频段,用于连续扫描测量(如上图所示)。Form Factor为毫米波、太赫兹以及67GHz及更高频率的负载拉伸测量提供射频连接器解决方案。

QWED公司的Marzena Olszewska-Placha介绍了铜箔和覆铜层压板在5G/6G应用中的导电性,并比较了同轴连接器和板层压板。

Anritsu的Krishna Veeram介绍了卫星测试/测量选项。Emerson NI的Greg Gonzales介绍了“射频连接器选择过程”,回顾了射频连接器设计、测试和应用考虑因素,包括下面的射频连接器频率参考图表。(作者注:Emerson产品参考,与其它供应商的结果并不总是一致。)

连接器频率范围(GHz)(图片来自Emerson NI)

连接器频率范围(GHz)(图片来自Emerson NI)

其它MicroAmps演讲涵盖软件和EM仿真、IC封装、微带和共面波导实现、测试和测量技术,以及天线设计和卫星应用。

超过200场技术会议提供了456篇同行评审的论文,可供下载。主题均围绕微波展开,涵盖人工智能、6G、机器学习、新标准、低地球轨道卫星通信的相控阵、无线电小型化、5G和6G回程互连以及材料技术。

明年IMS展将于2026年6月7日至12日在波士顿举行,我急切地想看看是否有人提供0.5mm连接器。

明年IMS展将于2026年6月7日至12日在波士顿举行

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