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射频同轴连接器技术风向—小型化高频化

射频同轴连接器作为电子连接器的细分类别,一直是热门领域。严格上来说射频连接器并不完全等同于同轴连接器,射频连接器是从连接器的使用频率的角度来分类而同轴连接器是从连接器的结构来分类。
射频同轴连接器在电性能上应尽量降低对被传输信号的影响, 因此特征阻抗和电压驻波比是射频同轴连接器的重要指标。射频同轴连接器的特征阻抗决定了与它连接的电缆的阻抗类型. 电压驻波比则反映了连接器的匹配水平。
低驻波、低损耗一直是这一类产品发展的方向,除此之外,小型化和高频率这两个关键技术的推进让射频同轴连接器除了起到信号连接作用外,还兼有处理信号的功能,如滤波、调相位、混频等功能。

TE射频同轴系列

TE的产品系列覆盖面非常广。在航空电子和地面雷达系统领域,TE的微型同轴电缆连接器在系统中采用更小更轻的结构以控制和管理通讯,而在机载计算机中采用更小更轻的结构以进行导航和电源管理。在车载资讯系统和全球定位系统领域,TE旗下FAKRA 射频兼容连接器系统有助于实现高频信号传输。在汽车信息娱乐系统方面,带状线射频连接器和端子为高频移动通讯应用(包括 Wi-Fi 和移动电视)提供采用复杂压接的低成本解决方案。在物联网 (IoT) 技术中,微型同轴电缆连接器(SMA 和 BNC)提供小尺寸设计,具有可靠的性能和同时成本也不高。精度和稳定性上也都处于国际领先水平,TE射频同轴连接器会提供极低电压驻波比 (VSWR) 和插入损耗。
射频同轴连接器技术风向—小型化高频化
(SMA射频同轴连接器,TE)
上图是TE射频同轴系列里的SMA连接器。这一系列属于缆到缆的连接器系统,结构上属于1 Positios。这个系列的阻抗为50Ω,频率可达到18GHz。这类只要面对中低端应用市场的射频同轴连接器在电气性能上其实差别不大,目前国内厂商已有不少同类替代产品。
但在高频领域,TE目前已经能做到110GHz,这是目前行业领先的高频性能。TE推出的90Ghz 和110Ghz高频射频连接器及适配器可以提供低插入损耗、行业领先的电压驻波比 (VSWR) 和其他机电功能,主要应用于5G、ATE、台式、模块、无线设备和雷达在测试测量AD&M 以及无线领域。
射频同轴连接器技术风向—小型化高频化
(高频射频同轴连接器,TE)
这类高端应用连接器标称阻抗同样是50Ω,插入损耗极低,仅为0.05*SQRT(f) dB。电压驻波比则是行业领先的<1.25 @ DC 6-GHz以及<1.35 @ 67-110GHz。在极低的插入损耗和VSWR下,TE的高频率射频同轴连接器可以说提供了目前业内最优的连接器匹配水平。
不难看出,TE目前在射频同轴连接器领域主要在往高频率方向推动。

Rosenberger射频同轴系列

与TE在高频上大做文章不同,作为射频技术的标杆厂商—Rosenberger则是在小型化上更有建树。
Rosenberger已经开发了一系列射频同轴连接器,用于未来的PCB应用。频谱包括创新同轴系列中的直角和直角连接器,如SMP、Longwipe SMP、P-SMP、迷你SMP、FMC、Micro RF或多端口连接器,也包括标准系列SMA、QMA、SMB、迷你同轴或MCX。
Rosenberger表面安装连接器采用专利SMCC(Surface Mount Coaxial Connector)技术,其中同轴到平面的过渡在连接器内部进行。这项专利功能加上Rosenberger优化后的PCB面积,会大大减少新板开发时间。
射频同轴连接器技术风向—小型化高频化
(P-SMP系列,Rosenberger)
上图系列主打最小的board-to-board和最大的性能,频率范围覆盖10GHz。它的轴偏差仅为±1mm,最小的board-to-board距离为12.6mm。适用于高达200 W@2.2 GHz的各种应用。
在这个系列之上,Rosenberger还推出了Mini SMP,这个应该是目前可用的最小连接器设计。Mini SMP在小型化的同时频率也覆盖到了65GHz。在P-SMP的基础上,Mini SMP将board-to-board的最小距离做到了7.95mm。对于类似40 Gbit/s的这种高速互连应用,这个系列十分适用。
对于微型射频连接器,Rosenberger也做到了1.8 mm x 1.9 mm x 1.5 mm这种极小的尺寸。在射频同轴连接器高频应用上Rosenberger虽不及TE,但在小型化上Rosenberger可谓是独领风骚。

小结

从两个国际主流厂商的射频同轴连接器性能上足以窥见这个产品类别小型化和高频率的技术风向。国内连接器企业在有些领域(如HDMI)也实现了高频化,但在航空电子、雷达、5G等高端应用领域技术突破还是略落后于国际厂商,但差距在技术趋同的当下也正在逐渐缩小。

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