射频连接器的选购及应用注意事项

1）N型50Ω连接器

N型系列产品是按MIL-C-39012、IEC 169-16和CECC 22210详细规范研制生产的一种具有螺纹连接结构的中大功率连接器，具有抗震性强、可靠性高、机械和电气性能优良等特点，广泛应用于振动和环境恶劣条件下的无线电设备和仪器中连接射频同轴电缆用。

图11-9　N式接头

N型射频同轴连接器是一种具有螺纹锁紧机构的连接机构，最高工作频率可达18 GHz，可供中功率场合使用的连接器，它的界面尺寸符合国军标GJB681的规定，连接螺纹为5/8-24UNEF。因此可与国内外同类产品互配连接。它被广泛应用于宇航、导弹、微波通信及各种精密电子仪器设备中。图11-9为N式接头。

N型连接器在一些低频和大功率的射频微波中比较常见，它与7 mm连接器的外导体直径相等（均为7 mm），但N型连接器有极性之分。这种连接器有一点比较独特：它的阴性接头的外导体接合面（通常来讲为电子参考面）是内缩的，而其内导体相对于参考面是突出的。阳性接头的内导体相对于接合面也是内缩的。因此，具有N型接口的校准件其阳性接头和阴性接头的电子模型是不对称的。

N型连接器有精密型和经济型之分。精密型包括无槽的N型连接器，带有精密六瓣卡槽和外导体套的N型连接器（多用于工业用的测试仪器）；经济型指的是外导体有槽而阴性卡槽为四瓣或两瓣的类型。无槽的阴性连接器有一个结实的空心管和一个内部的四瓣或六瓣弹簧接点来与阳性接头的内导体进行接触。因此阴性接头的内导体直径并不取决于阳性接头内导体的半径。典型的阴性接头撑开或收缩使得与阳性接头充分结合，因此其尺寸（因而其阻抗）随着阳性接头的直径余量变化而变化。

经济型N型连接器多用于各种元器件和互连电缆。这种商用型的阳性接头部分有两个常见的问题：连接器的底座通常有O形橡胶圈；阳性接头的外围有凸边，但是没有平面，所以无法使用力矩扳手。因为阴性接头的外表面会碰到O形橡胶圈导致无法与阳性接头外导体的结合面完好地结合，前一个问题使后面那个问题更加凸显。如果能用力矩扳手完全拧紧，O形橡胶圈会被压变形，这样可能会把阳性接头外导体接触上。但是由于连接器阴性接头外围没有平面，因此不能使用力矩扳手，这样的话，每次都要把接头完全拧紧来获得一致的连接状态比较难。有时候遇到回波损耗不达标，测试人员需要花几百个小时重新测试就是因为这个原因。解决方案很简单：每次测试前都去掉阳性接头基座的O形橡胶圈。要拿掉这个恼人的O形橡胶圈需要使用镊子和尖嘴钳。请注意精密性的接头都没有这种O形橡胶圈。图11-10为几种N型连接器。由于连接器内部的模变效应，经济型的N型连接器工作频率只到12 GHz，精密性的N型连接器工作频率可以到18 GHz以上。

图11-10　几种N型连接器

2）7 mm连接器（APC-7，GPC-7）

7 mm连接器有几个有趣的特点：内导体没有插槽，但是在微微高于啮合面处有一个弹簧顶，当两个7 mm连接器连接时，两个连接器的弹簧顶压合使得内导体之间可以良好接触，内导体的无槽外管的那一端存在一个较小的间隙。与大多数的射频连接器一样，外导体构成连接器的物理连接面。大多数连接器都有一个带螺纹的螺母。将其连接时一边的螺母可伸缩并可在另一边的螺纹上来回移动，直至拧紧并且固定。在连接时要注意，应该只去拧一边的螺母。虽然经常能看到有人也去拧另一边的螺母，但那样其实是不对的，因为同时拧两个螺母有可能会导致内导体被扯坏致使连接器接触不良。偶尔你能发现只带有一个固定螺母的外导体（用做螺母），而没有连接螺母，这种情况在一些老一点的夹具上比较常见，这些夹具用来直接连到7 mm端口的网络分析仪。

3）3.5mm和SMA接头

3.5 mm接头的尺寸基本上是N型接头的一半，但是频率覆盖范围更高。其内导体由一个塑料环而不是介电材料来支撑，这就意味着与SMA相比，它可以在更高的频率上进行无模式操作。一般来讲，3.5 mm接头的指标都规定到26.5 GHz，但是其主模频率可以到30 GHz，并且实际工作频率可以到38 GHz。关于模式比较有趣的一点是：3.5 mm接头的主模由塑料环（及其相应增加的有效介电常数）导致，但是这个模式是不可传播的，因此可以将这种接头应用到更高的频率上去，3.5 mm阴性接头的内导体有几种不同类型，有的为四瓣插槽，有的为无槽的精密型。大部分的校准件都是这几种类型。即使是无瓣的连接器也会因为阳性接头的针过大而受到损坏（在显微镜下可以看到梳状内导体的几个瓣可能会被压到阴性接头的凹槽内部去），由于外导体十分坚固，其射频性能几乎不受影响。实际上，通常只能从视觉上去判断一个无槽连接器是不是已经损坏了，因为只要有一个瓣还在，它就可以接通并且射频性能几乎不受影响。

图11-11　3.5 mm阴性与3.5 mm连接器SMA（阴性）和SMA（阳性）连接器3.5 mm和SMA适配器

单从外形上来讲，SMA接头是可以与3.5 mm接头连接的，但是由于SMA接头里面包含PTFE介电材料，它的工作频率更低（模变反应）。习惯说，SMA是18 GHz的连接器，但是根据连接到SMA接头的不同类型的电缆，它的主模频率通常要高于20 GHz。SMA接头的主要优点是价格较低，尤其是装在半刚性的同轴电缆上时。这种情况下的连接为：同轴电缆的中心导线可以作为一个SMA接头的连接器引脚，只需要把SMA的外导体套筒与同轴电缆外导体相连来形成一个阳性接头。但是，众所周知这种电缆不容易让其中心引脚保持合适的尺寸，中心引脚经常被剐蹭或者倾斜，导致与阴性接头连接不当。尤其是与3.5 mm阴性接头连接时更是如此，无槽的情况就更严重。图11-11为3.5 mm，SMA连接器的例子。

4）2.92 mm连接器

图11-12　2.92mm连接器阳性和阴性两种

2.92 mm连接器是3.5 mm连接器的缩小版，它可以与3.5 mm和SMA接头连接。外导体直径更小意味着其无模式操作的频率更高，可达40 GHz。并且其实际工作频率可以到大约46 GHz，其阴性连接器具有一个双插槽卡头，这样使得它具有较好的兼容性，可以与较大的3.5 mm和SMA连接器的内导体针接合，但由于接触点和内导体半径（取决于插入针的半径）的不确定性增大，使得这种连接不适用于精密测量。另外，2.92 mm连接器阴性接头的金属比较薄，如果接入的阳性接头内导体尺寸不合适或者过大容易造成损坏。经常能发现2.92 mm阴性接头少一个瓣的情况。图11-12为2.92 mm连接器的例子。它与其他连接器的关键区别在于外导体的内径。

5）2.4 mm连接器

2.4 mm连接器本质上是一个3.5 mm连接器的缩小版，相应地，其最大频率也升高了。2.4 mm连接器被广泛地用于50 GHz的应用中，尽管它的实际工作频率可以到60 GHz。这种连接器不能与其他任何的连接器，例如SMA、3.5 mm或2.92 mm相连接，实际上它的设计就是要防止与这些连接器连接时造成损坏。与3.5 mm连接器类似，它有有槽型和无槽型的阴性接头。

6）1.85 mm连接器

1.85 mm连接器有两个变种，分别为安立公司和安捷伦公司的设计版本。安立的那一种称为V连接器，安捷伦的那一种称为1.85 mm连接器。它们之间可以机械兼容。最初的设计用于67 GHz频率，实际工作频率可以达到70 GHz。1.85 mm连接器可以与2.4 mm连接器机械兼容。

7）1 mm连接器

图11-13　1.85 mm连接器阳性和阴性两种

1 mm连接器本质上是1.85 mm连接器的缩小版，但它又不能与1.85 mm连接器相连接。它的工作频率通常标定为110 GHz，但是其实际工作频率可以达到120 GHz，有些版本可以达到140 GHz。

8）SMB接头(www.xing528.com)

SMB系列产品是按MIL-C-39012、IEC169-10和CECC 22130详细规范研制生产的一种小型推入锁紧式射频同轴连接器，具有体积小、重量轻、使用方便、电性能优良等特点，适用于无线电设备和电子仪器的高频回路中连接射频同轴电缆用。

SMB型射频同轴连接器是一种具有推入锁紧机构的连接器，可与国内外同类产品互配连接，SMB型连接器可连接SFF-50-1.5型柔软电缆，也可与印刷线路板相连接。工作频率可达4 GHz，被广泛应用于宇航、导弹、微波通信及各种精密电子仪器设备中。

SMB接头主要技术特性见表11-8，其结构种类见图11-14。

表11-8　SMB接头主要技术特性

图11-14　SMB接头结构种类

9)SMAA

图11-15　SMAA连接器

SSMA型射频同轴连接器是一种具有螺纹锁紧机构的连接器，连接螺纹为10-36UNS。连接器的头部配合尺寸符合MIL-C-39012和IEC169-18的规定，可与国内外同类产品互配连接。

SSMA型连接器可连接SFT-50-2型半硬性电缆和SFF-50-1柔软电缆，也可与波导、微带或带状线相连接。其工作频率可达26 GHz，最高可达40 GHz。该连接器具有体积小、工作频带宽、电压驻波比低、性能稳定、可靠性高等特点，已被广泛应用于宇航、导弹、微波通信及各种精密电子仪器设备中。如图11-15所示。

10）PCB连接器和电缆连接器和表面贴装连接器

图11-16　印制板表面贴装连接器

印制板表面贴装连接器（图11-16）专为利用表面贴装技术进行大规模设备组装生产而设计制造，满足了电子仪器和设备制造商提高组装生产自动化程度和产品质量的要求，该种连接器可按照要求以标准塑料带盘式包装进行供货。

在很多实际的设计和测量应用中，待测的电路通常嵌在PCB里。PCB连接器有很多种类，通常在其一边都有一个SMA连接器（有时也用更小的连接器，如QMA等），另外一边连接PCB。这些连接器可以在边上或者角上，其性能很大部分取决于PCB的布线安装。要测量这些连接器的性能比较困难，因为只有一边为标准连接器。图11-17为一个较常见的PCB连接器的例子。

图11-17　PCB的SMA连接器

在测量同轴电缆的连接器时也有类似的问题，因为连接的电缆会影响连接质量，而通常在电缆的每一端都会连接一个连接器，这样也导致在测量一端的连接器时，很难把另外一端产生的影响移除。可以采用时域技术来除去这些影响。

11）BNC系列连接器

BNC型射频同轴连接器是一种具有卡口锁紧机构的连接器，供中小功率场合使用，它的界面尺寸符合GJB681的规定，因此可与国内外同类产品互配连接。

BNC型连接器可连接低损耗射频同轴电缆，工作频率可达4 GHz。该连接器具有体积小、连接方便等特点，已被广泛应用于无线电电子设备尤其是测试仪器设备中。

12）TNC系列连接器

TNC型射频同轴连接器是一种具有螺纹锁紧机构的连接器，连接螺纹为7/16-28UNEF。连接器的头部配合尺寸符合GJB 681的规定，因此可与国内外同类产品互配连接。

TNC型连接器可连接低损耗射频同轴电缆，工作频率可达18 GHz，该连接器具有电压驻波比低、性能稳定、可靠性高等特点，已被广泛应用于宇航、导弹、微波通信及各种精密电子仪器设备中。

13）同轴终端负载

同轴终端负载（图11-18）用于同轴传输系统的末端连接，一般用于射频信号传输的系统测试中，具有与传输线适配的特征阻抗，是系统中的能量吸收元件，各种类型连接器的标准终端负载，特征阻抗为50Ω或75Ω，具有频率范围宽、低损耗和尺寸小等优良特性。

图11-18　同轴终端负载