射频同轴连接器

一．简介

用于射频同轴馈线系统的连接器通称为射频同轴连接器，该连接器供通信和电子设备及类似电子设备所配用射频传输线中连接射频同轴电缆。或同轴与微带，同轴与波导之间的连接。它的插头部分常装在电缆端头，插座部分常安装在设备固定单元上，也常用于两根射频电缆之间的连接。

插头：具有连接机构的主动部分既螺母或卡口连接套的连接器，一般为自由连接器

插座：与插头相配连接的连接器，一般为固定连接器。

射频同轴连接器按连接方式分：螺纹式连接器，卡口式连接器，推入式连接器，推入锁紧式连接器

二．选择

选择射频同轴连接器主要有以下五个方面因素：

1.       接口机构型式

连接器的连接机构不只是提供方便快速的连接或分离同轴传输线，关键是提供稳定的电性能和环境保护装置，当使用场合中没足够这空间来旋转连接螺母时，应选择非扭转型连接机构。另外对于机框连接器，非扭转型连接机构也是非常有用的，

2.       电气性能方面

a特性阻抗：连接器应与传输系统及电缆的阻抗相匹配，否则会导致系统性能下降

b.耐电压：连接器的最高耐压值应符合系统使用的耐压要求。

一般来说，如果是在宽频带应用场合，要牺牲一些有利的宽带阻抗匹配特性，以获得需要的高压额定值。

c 最高工作效率

3.       电缆装接方法及电缆类型。

a电缆连接：连接器电缆装接方法有两种：一焊接中心导体，梳理编织导线的标准松紧方法仍通用，特别适用于没特殊安装工具场合，并便于现场维修。二。焊接中心导体，压接编织层的夹紧方法。由于压接方法工作效率高。端接性能可靠，且一致性好，已成为当今的通用方法。

b电缆类型：应根据各类使用电缆的特性（如软性电缆，半刚性电缆，皱纹导体绝缘电缆，泡塑绝缘电缆）选择合适的连接器，一般外径细小的电缆与小型连接器相配。

4.       端接形式

连接器可用于射频同轴电缆，印制线路板，机框抽屉式功能组件及其连接界面。

5.       材料及镀覆

外壳和内导体主要是黄铜，铍铜，锡青铜，绝缘材料主要是四氟乙烯。

中心导体一般用银或金镀覆，外壳镀镍或银。sma ,smb,ssmb,smc外导体全部金镀覆。

射频同轴连接器是用于传输射频能量，其频率范围可达18ghz或更高。基本结构包括：

阳性和阴性的中性接触件，外面介面材料，最外是接触件，外面部分起着如同电缆外屏蔽层一样功能：既传输信号，屏蔽接地。

通用射频同轴连接器类型

uhf系列---射频连接器结构中老的，价格也是便宜的，与大多数其它连接器不同，uhf既能配用小直径（0.185英寸）电缆，也能配用大直径（0.630英寸）电缆，而且还能配用双芯内导体电缆。它们具有不恒定的阻抗，在频率达200ghz及电压峰值500v情况下能胜任工作。

lc系列：标准产品是大的类型，配用直径0.870英寸的电缆，螺纹锁紧，能传输大功率射频能量。

lt系列与lc系列有两点不同，配用较小的电缆rg-117（118）/u,d=0.730英寸，使用铝材的减轻重量。

ln系列：第三类最大的连接器，仅用于gr-14/u,rg/74u,rg-94/u三种电缆，耐压峰值为1000v，螺纹连接，ln系列是n型的大尺寸变型。

n系列：这种通用的是等尺寸连接器配用电缆的平均直径为0.400英寸，（特殊情况0.200…0.900），可匹配50，75欧姆电缆。

c系列：专门配用尺寸同n型一样的电缆，仅锁紧机构和耐压峰值不同。n系列是螺丝锁紧，耐压1000v，c系列卡口锁紧，耐压1500v

hn系列用于高压场合，配中等尺寸电缆，螺纹锁紧，有50欧的固定阻抗，耐压5000v，

有4000ghz以下有低的电压驻波比。

bnc:配用小尺寸电缆最通用的系列，外径为0.250英寸，耐压500v，固定阻抗50欧姆。在4000ghz以下有低的电压驻波比。

tnc基本上采用螺纹锁紧的bnc型的连接器，频率在11000ghz以下电压驻波比最大为1.30，适宜在振动场合使用。

mh v 系列是小型bnc和tnc连接器的高压型，耐压能达5000v，但不具有后者优良的

恒定阻抗和宽频带特性。能用到50ghz

bn和mc系列：专门用于低功率射频场合，电压200v以下，并配用小尺寸电缆。锁紧采用螺纹结构。

sma用于同轴向微波方面的过渡，专门配用0.141英寸和0.085英寸外径的半硬电缆和软电缆，这些半精密的3mm高频连接器自直流到18000ghz具有重复的电气特性。由于介格相宜，它们用于低频下的一般用途也是理想，关键是考虑尺寸与成本。

smb、smc：smb是推入式，smc是螺纹锁紧，两者外形尺寸和sma差不多，但sma适用频率高，而smb和smc则适用于0-1000chz的中等性能连接器，用途为视频引线及设备内部的元件连接。

(1)螺纹连接型：如：apc-7、n、tnc、sma、smc、l27、l16、l12、l8、l6等射频同轴连接器。这种连接形式的连接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特点，所以应用也最为广泛。 (2)卡口连接型：如：bnc、c、q9、q6等射频同轴连接器。这种连接器具有连接方便、快捷等特点，也是国际上应用最早的射频连接器连接形式。

(3)推入连接型：如：smb、ssmb、mcx等，这种连接形式的连接器具有结构简单、紧凑、体积小、易于小型化等特点。

常见的主要失效模式有以下几种。

2.1连接失效 (1)连接螺母脱落 在日常生活中，部分用户反映有时出现连接螺母脱落现象，致使影响正常工作，特别是小型连接器，如sma、smc、l6出现会更多些，经我们分析大致有下列原因造成： a.设计人员选材不当，为降低成本，误用非弹性的黄铜座卡环材料，使螺母易脱落。 b.加工时，螺母安装卡环的沟槽槽深不够，所以连接时稍加力矩螺母即脱落。 c.虽然材料选择正确，但工艺不稳定，铍青铜弹性处理未达到图纸规定硬度值，卡环无弹性，导致螺母脱落。 d.使用人员在测试时，没有力矩扳手，而使用普通扳手来拧紧螺母，使拧紧力矩大大超过军标规定值，所以螺母（卡环）遭到损坏而脱落。

 (2)配对失误 自改革开放以来，我国进口仪器不断增多，经常碰到用户反映，他们把市场上买到的q9的电缆头误认为是国际上通用的bnc电缆头。因其形状和bnc电缆头完全一样，只是尺寸稍有差别，所以与进口仪器bnc不能兼容，这些现象也屡见不鲜。

 (3)内导体松动或脱落 有些设计人员在内导体介质支撑处把内导体分为两体，然后用螺纹连接起来。但是对小型射频同轴连接器而言，内导体本身尺寸是φ1～2mm，在内导体上加工螺纹，若不在螺纹连接处涂以导电胶，那么内导体连接强度是很差的。因此，当连接器在多次连接，在扭力和拉力长期作用下，内导体螺纹松动、脱落，致使连接失效。

 2.2反射失效 (1)反射增大 任何一种连接器都有一定的使用寿命。以sma连接器为例，美军标和我国军标规定其寿命为500次。这是因为当连接器经长期使用，反复插拔超过500次后，插针、插孔已造成不同程度的磨损，接触已不是最佳状态，所以在使用时，反射可能急剧增加。许多用户较多的从经济角度考虑，把应报废的连接器仍然使用。这种做法是不可取的。因为超过使用寿命的连接器性能已明显下降，苦不及时更换新的连接器是难以保证测试精度和数据的可信度。 (2)开路 在以往的工作中发现个别用户把n型50ω插头误连到n型75ω插座上。由于50ω的插针直径远大于75ω的插孔尺寸，致使插孔尺寸超过弹性极限，不能恢复到原来尺寸。别人再次使用发现开路，原来75ω插座的插孔已损坏。 (3)短路 在过去我们测试密封连接器时，发现少数连接器电压驻波比很大，个别的全反射。经反复仔细检查，此密封连接在焊接内导体时，焊锡流到玻璃绝缘子表面，造成全部或局部短路，使性能不合格。

 2.3电接触失效 (1)插针、插孔不接触 通常插孔零件材料应选用铍青铜或锡磷青铜做成，但有极少数生产厂为降低成本用59-1黄铜作插孔，因而插拔一、两次后插孔处于涨口状态，当再次连接插针、插孔时根本不接触。当然在我们工作中，即使都选用铍青铜作弹性件，但是由于在工作中检验不严，将铣槽后未收口的个别零件混入收口合格零件中，进行弹性处理并镀金，装配时又未发现，所以导致连接时不接触。直到测试时，才发现驻波很大，甚至全反射。经仔细检查，才发现将不合格插孔装在产品中。 (2)接触不良 接触不良常常导致信号时有时无，电性能时好时坏，这种现象在连接器使用中时有发生。原因有三： a.由于弹性处理时欠时效，零件硬度未达到图纸要求，所以在多次插拔后弹性逐渐松弛，接触压力明显下降，从而导致接触不良。 b.发现少数批次有部分产品中插孔、插针超差，未达到图纸规定。例如，插针直径比图纸规定小了一点或插孔虽然已收口，但未达到图纸规定，尺寸略大了一些。当这种插针或插孔插合后，最容易产生接触不良（虽有接触力，但小于军标规定值）。 c.插针、插孔使用时间过长，已严重磨损，这也是常见的现象。 (3)锈蚀 目前我国加工射频同轴连接器的材料，内导体大都采用铜合金加工后镀金或镀银，极少数也有镀镍，外导体大都是采用铜合金加工后镀镍或铬。与国外产品相比，我国产品大多数镀纯金，而国外镀金合金，所以国内产品耐磨性差，镍层有时发现起皮、剥落等，也容易引起氧化，特别是国内部分工厂为降低成本而采用导体镀银，又没有涂有效的防护氧化层，所以镀银表面极易氧化发黑，尤其在恶劣环境下使用，更加速了内、外导体表面严重氧化，导致接触电阻、插损激增，电接触失效。

2.4电缆组件的失效 电缆组件通常是由电缆连接器与高频电缆两部分组成，因此前面所讨论的射频同轴连接器的失效模式与机理同样完全适合于电缆组件。但电缆组件失效模式和机理又有别于一般的连接器，即电缆与电缆连接器尾端连接部产生失效也将导致整个电缆组件的失效。由于电缆连接尾部结构不同，其失效模式与机理也不同。目前国内、外常见的电缆组件有下面三种结构，即： (1)螺母压紧型:电缆连接器尾部与电缆屏蔽层采用螺母压紧方式进行连接 (2)焊接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用焊接方式进行连接 (3)压接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用专用压接工具在强大的压力作用下使金属套筒产生较大的塑性变形和塑性流动与连接器外导体进行连接 为了便于比较，我们对三种结构尾端主要失效模式和机理列表如下：