射频同轴连接器概述:
同轴连接器，（有的人也称它为射频连接器或RF连接器，其实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，有些连接器并不一定是同轴的，但也被用到射频领域而同轴连接器也可用在低频，例如，非常常见的音频耳机插头,频率不超过3MHz. 从传统的角度来讲, 射频指MHz范畴, 现在的同轴连接器往往被用在微波领域，GHz范畴，“射频”一词一直沿用, 重叠于“微波”一词之上 ），是连接器的一个分支，有连接器的共性也有它的特殊性。同轴连接器有内导体和外导体, 内导体用于连接信号线而外导体不仅是信号线的地线（体现在外导体内表面），也起到屏蔽电磁场的作用(屏蔽内部电磁波对外部的干扰通过外导体内表面起作用，屏蔽外部电磁场对内部的干扰通过外导体外表面起作用),这种特点赋予同轴连接器很大的空间和结构优势.同轴连接器的内导体外表面和外导体内表面基本上是圆柱面-特殊情况往往是机械固定所需,而且有共同的轴线,故被称为同轴连接器。在传输线（Transmission lines)的几种形式中，同轴线缆由于它突出的优点（结构简单，空间利用率高, 制造较容易，传输性能优越…）被普遍采用而产生连接同轴线缆的需求,同轴连接器便应用而生。由于同轴结构的优越性，使（同轴）连接器（相对于别的连接器）特征阻抗的连续性更容易被保证，传输干扰和被干扰（EMI）很低，传输损耗少而几乎唯一地被用到射频，微波领域。而正因为几乎绝对地被用在高频上，产生一些有别于其他连接器的电性能要求.

射频同轴连接器分类及应用:

射频同轴连接器根据外形尺寸被分成4大类: 标准型(standard)，小型(miniature)，超小型(Sub-miniature) 和超微型(Micro-miniature). 这种分类反映了同轴连接器的发展历程. 早期的同轴电缆比现在常用的同轴电缆大得多. 故早期的射频同轴连接器个头都很大:

UHF(Ultra-High-Frequency, 超高频)射频同轴连接器在上世纪30年代由安费诺的工程师E.Clark Quackenbush所发明，被用于无线广播.UHF公头常被称作PL-259接头(美军标料号)，UHF采用螺纹连接界面,它的特征阻抗并非固定.正因为特征阻抗不是常数,UHF一般只能应用在300 MHz以内,是成本较低的连接器.它常用在较低频的通讯设备如CB无线电广播和有线广播系统.

N型射频同轴连接器由贝尔实验室的Paul Neill 所发明，这是射频同轴连接器历史上第一个能用到微波领域的系列. N接头采用螺纹连接界面,有50和75欧姆两种版本.50欧姆N头能用到11GHz场合,精密型N头甚至被应用到18GHz环境,典型的应用有局域网,测试设备,卫星和军用通信设备.C系列是Concel研制成功的，它采用内卡口方式连接，内部公称尺寸，工作频率等与N系列相同，但没有N系列通用.别的标准型射频同轴连接器系列包括SC, HN, 7/16, APC-7.MinDin
小型射频同轴连接器:
BNC射频同轴连接器是上世纪40年代所发明，是最流行的射频同轴连接器之一, BNC是Bayonet-Neill-Concelman的缩写, bayonet表示界面采用卡口的连接方式, Neill和Concelman分别是N型和C型射频同轴连接器的发明者. BNC实际上是C型连接器的小型版本 – 而C型连接器是N型接头的卡口式版本. 其最大特点是连接方便， 一般通过连接卡套旋转不到一圈即可连接好。适用于频繁连接与分离的场合，是最通用而又便宜的产品。BNC有50和75欧姆两种规格,而且相互间能互配. 50欧姆的BNC可用到4GHz的场合,它的应用非常广泛,如柔性网络,检验设备,电脑周边连接,监控系统.尤其在仪器仪表、网络和计算机信息领域应用广泛.
TNC射频同轴连接器是上世纪50年代所发明,TNC是Threaded-Neill-Concelman的缩写, Threaded表示界面采用螺纹的连接方式, Neill和Concelman分别是N型和C型射频同轴连接器的发明者.TNC的发明是因为BNC在振动环境下产生噪音,是BNC的螺纹版本,应用频率高达11GHz.军用和航空是典型的应用,往往工作在振动环境下. F头，75欧姆螺纹连接射频同轴连接器,CATV系统的标准接头,主要与RG59,RG6和RG11射频同轴电缆连接，主要有一件式(不带压接管)和两件式结构(带压接管).此接头经济性好,成本低,安装方便,尤其是一件式结构.别的小型射频同轴连接器系列包括SHV, MHV, Mini-UHF.
超小型射频同轴连接器:
SMA (Sub-Miniature-A) 射频同轴连接器是1958年由美国Bendix公司的James Cheal发明的，当时用来解决同轴与微带之间的TEM模转换问题，因其具有体积小、结构简单、工作频带宽、可靠性高等优点，因此很快在航天航空系统，微波通信工程、军工武器领域得到广泛应用。目前SMA已成为世界上最通用，品种规格最多，用量最大的RF连接器，其发明人因此荣获世界微波应用奖。SMA工作频率0～18GHz，适配3～5mm软、半柔、半刚性电缆。SMA为.141(RG402)半刚电缆而开发的, 故RG402同轴电缆的内导体可直接用作SMA的内导体—这种结构的传输性能非常优越. SMA使用螺纹连接,精密级的能用到高达26.5GHz的场合(英康连接器有限公司开发的SMA能用到30GHz).它最大的使用频率受与它连接的线缆限制.SMA的优势是使用频率高,尺寸小,连接稳定,SMA被广泛应用于微波领域:同轴线缆转波导；同轴线缆转PCB微带.在放大器,衰减器,滤波器,混合器,晶振及开关等也能看到SMA的身影.
SMB (Sub-Miniature-B) 射频同轴连接器是一种带止动件的推入式连接器, 是应市场对接头快速插拔的需求而开发的，外导体弹片的中心定位功能及重叠绝缘子使SMB具有容易摁扣及能在振动环境下保持较好性能的特点, 它具有体积小、插拔方便、抗振性好、占用空间小等优点，广泛应用于工作频率在0～4GHz的通信设备、仪器仪表和导航系统, 应用在PCB板间及PCB板内RF或数字信号的连接…SMB有50欧姆和75欧姆两种版本,有的厂家的50欧姆的SMB和75欧姆的能互配,有的厂家则不然.
SMC(Sub-Miniature-C) 射频同轴连接器在结构上与SMB类似, 是SMB的螺纹式变形，其内部结构尺寸与SMB相同，工作频率0～11GHz， 内导体和重叠的绝缘子结构与SMB完全相同,但SMC采用螺纹连接机构而不是摁扣形式. 内导体和绝缘子的位置的更精准控制及螺纹的连接结构允许50欧姆的SMB工作在10GHz的频率.对于尺寸要求小振动大的环境SMC是很好的选择.SMC常用于微波电话及非军用通信设备,通常用于雷达、导航等军用设备.别的超小型射频同轴连接器系列包括SMK/K(2.92mm), 2.4mm, 3.5mm, BMA(盲插).
超微型射频同轴连接器:
随着连接器的微型化的发展趋势,超小型连接器被进一步缩小,连接器供应商纷纷开发出超微型同轴连接器.
MCX (MicroCoaX, 浩讯/Hubersuhner的商标名)是上世纪80年代欧洲所开发，结构跟SMB很相似 – 内导体和重叠的绝缘子结构与SMB完全相同,也采用摁扣连接结构, 但它将外导体弹片的中心定位结构翻转朝外. 这样使个头小很多，MCX的可靠性不亚于SMB但外形和体重小大致30%.50欧姆的MCX可工作在6GHz环境下,它可工作在传统SMB的场合且提供更大的空间,其基本功能与SMB类同,有替代SMB的趋势.MCX的应用包括GPS(全球定位系统),汽车,手机及数据通信.
MMCX (Micro-MCX) 是上世纪90年代欧洲开发的，也是应用于快速插拔，但它比SMB足足小了45%, 而且工作时公母连接器可以相对360°自由旋转不至于信号会间断，在微型天线等应用非常理想. BMA系列又称盲插连接器，其固定插座在轴向和径向均有一定的浮动量，可实现积木式、模块化整机系统，快速盲插更换，主要用于军用产品和CDMA通信设备。工作频率0～22GHz。内部公称尺寸及配用电缆与SMA相同. SAA系列（DIN47297） 是一种推入自锁式连接器，有50Ω和75Ω两种。国内目前在程控交换机、光端机等通信系统大量应用. SSMA系列结构特点与SMA相似, 但体积更小, 工作频率可达40GHz，是目前唯一通用的标准毫米波连接器. SSMB系列结构特点与SMB相似，体积更小巧，在军用电台中普遍采用。
别的超微型射频同轴连接器系列包括,SSMC, SMP, MC-card, MHF.

在超小型和超微型射频同轴连接器中,有几个系列的接头由于能够工作于30G的频率以上(波长在10mm以下),被称为毫米波同轴连接器，发展简史大致是这样的: 同轴线和同轴连接器是应用较早的一种元件。早期认为它的应用范围适合分米直到10厘米波段(即300MHz～3GHz)，当波长再短时会出现传输功率容量小，衰减大，制造困难等一系列的缺点。因此，早期在厘米波段中同轴线几乎完全被波导所代替。由于技术上的困难，同轴系统被认为是不能应用到毫米波系统上。这主要还是同轴电缆插入损耗大，当工作频率升高以后有高次杂模出现，使其无法传播电磁信号。另一方面在一对同轴连接器接头处也会产生较强的电磁波辐射，会造成很大的电磁干扰。正因为这些原因，就使得同轴线及其连接器无法广泛应用到毫米波频段。很长一个时期内毫米波主要靠波导来传输。但是波导频带较窄，甚至在某些情况下，在所给定的频带内，在其边缘还会出现重叠的现象。由于同轴系统能够传输从直流到超高频频谱的电磁波信号，并且同轴器件具有体积小、重量轻、使用同轴器件组装的系统具有不受物理位置限制等一系列优点，因此又一直吸引着各国的同轴器件专家们去克服同轴系统存在的这些固有的困难。
自第二次世界大战结束到上世纪90年代初，同轴连接器的性能没有重要的改进。SMA是当时使用频率最高的一种小型同轴连接器，工作频率到22GHz.上世纪60～70年代重点是发展精密同轴连接器，如14、7、3.5(mm)精密连接器。精密同轴连接器的研制成功是同轴连接器技术发展史上的一项重大成就。它使同轴线电压驻波比的测量精度由百分之几提高到千分之几。这对毫米波连接器技术的发展起了很大的影响。
随着各种新型微波器件的出现，很多电子系统的传输功率不再像电子管时代那样高，再加上精密测量技术的发展和精密机械加工技术的进步，近几十年来，毫米波同轴连接器技术有了突飞猛进的发展。在上世纪70年代中期由美国Hewlett-Packard公司和Amphenol公司推出的3.5mm同轴连接器是最早的一种毫米波同轴连接器，它的工作频率达33GHz。以后很多公司都又相继开发出很多新型毫米波同轴连接器。进入上世纪90年代，Hewlett-Packard公司宣布他们研制成1.0mm同轴连接器，最高工作频率达110GHz。它是当前毫米波连接器中最小的一种，内导体直径大致为0.43mm(50Ω)，要保证较高的尺寸精度，这么小的尺寸在机械加工中已有很大的困难。
这些新开发的毫米波同轴连接器有几个明显的特点。首先是连接器的工作频率尽量接近相同规格空气同轴线的截止频率。1989年10月颁布的IEEE287修正草案中规定的各种传输线的频率范围。这就决定了连接器内部尽量采用空气同轴式结构，对不可避免的介质支撑(绝缘子)和内导体结构带来的影响要设法降低。其次是内导体几乎都采用针孔式(有极性)结构，这是因为在小尺寸的情况下采用平面接点(无极性)会造成很多困难，因此，IEEE287新标准草案中规定允许使用有极性的内、外导体结构，但必须要保证连接的性能与连接器配对连接无关，发展的事实证明，这一要求是能够实现的。再其次就是新发展的产品都保持了和以前相关产品有良好的兼容性，像K型能保持与3.5，SMA的配对，V型能保持与1.85，2.4的配对。
应用场合不同对毫米波同轴连接器的要求也不相同，例如：仪表上使用的连接器在装成大系统以前，反复连接的次数很少，可重复性和坚固性就考虑很少，重点考虑的是成本和体积大小；在系统和仪器中使用的连接器，要求多次插拔，因此可重复性和坚固性就成了头等重要的事情，其次才考虑成本；作为校准标准的场合需要有较高的测量精度，对使用的连接器要求有更高水平的坚固性、可重复性和尺寸精度。根据这些使用场合的不同，毫米波同轴连接器通常被分成三个等级，即生产级、仪器级和计量级。不同等级产品的主性能和关键零件的公差是不相同的，但保持产品的精密性、坚固性和耐久性是三个等级都需要的。

典型毫米波同轴连接器的特性：

1、 SMA连接器
SMA连接器的工作频率到22GHz，它不是一个毫米波连接器，但是它对毫米波连接器的发展有很大的影响，因此很有必要先对它作个介绍。SMA是由Bendix公司在上世纪50年代末期为半硬同轴电缆而设计的。它的配合空间用聚四氟乙烯介质填充，结构比较简单。这种连接器当初并没有打算长久使用，更没有作为一个精密连接器来考虑，因此它只是一个普通系统用的连接器。在当时情况下，由于它的体积小，能在较高频率下工作，很快得到了普及，甚至到后来发展出更新一代毫米波同轴连接器时不得不考虑与他的兼容。可是由于它先天性不足，也为后来发展小型同轴连接器带来了一些限制。SMA存在的主要问题是精度不高，不适合测试设备的需要；其次是外导体的壁比较薄，内导体插孔又是两槽结构，在使用中非常容易被磨损和发生损坏故障；再其次是使用频率不高，不能适应工作频率带达40GHz以上系统的需求。由于SMA存在这些缺陷，一些制造商就开发了一批能与SMA兼容的连接器，主要型号有3.5mm，WSMA以及后来发展的2.92mm，MPC3，KMC和WMP4等。这些连接器克服了SMA的局限性，在结构上与SMA也不相同，就外导体的接触面积讲，新开发的连接器都大大加强，提高了连接器的坚固性。

2、 3.5mm连接器

在上世纪60年代中期，美国商业部为了小型精密同轴连接器的标准化成立了一个联合工业研究会(JIRC)，经过努力于1972年提出一个民用产品标准，空气传输线的尺寸缩小到3.5mm，无模工作状态下的频率扩展到36GHz。随后推出一种与它相匹配的3.5mm鸳鸯连接器(头座相同)。但由于它的精密度高，价格昂贵，阻碍了把它作为一个通用连接器而广泛使用。由于形势的需要，Hewlett-Packard等公司研制出一种高精度，价格比较便宜的3.5mm连接器，配合空间由空气介质填充，内导体插孔采用无槽结构，实际上是在有槽插孔外面加上一个无槽的保护套。额定工作频率达33GHz。它在两个绝缘子之间选择了足够大的距离，0.50英才(12.27mm)，为D的3.5倍。3.5mm连接器能与SMA兼容，能进行无损地对接。在SMA工作频段范围内，3.5mm连接器的电压驻波比特性与SMA相近。3.5mm连接器最初设计是作为一种低成本，企图能代替SMA，但是它未能及时形成批量以达到提前降低成本的目的，结果使得3.5mm连接器的价格偏高，这就是3.5mm连接器未能代替SMA的原因。3.5mm连接器由于它的精密性和良好的耐磨性，特别适用于测试设备上。

3、 2.92mm连接器 

2.92mm连接器在结构上3.5mm与连接器相似，只不过是更小一些，允许工作频率到46GHz，其内导体尺寸与SMA相同为0.05英寸(1.27mm)。2.92mm连接器最早是Maury Microwave公司研制出来的(MPC-3型)。由其他公司研制的这类连接器还有K型、KMC型、WMP4型等。K型连接器是在1983年由Wiltron公司研制出来的，它能与SMA、3.5mm、WSMA连接器兼容。K型连接器的心脏是它的过渡器，它用一个玻璃绝缘子实现同轴连接器到微带电路的刚性过渡，这就保证在更换连接器或维修时不会损伤电路。
毫米波同轴连接器的可靠性受到插拔力、外导体强度、配接时的应力消除情况及配接时同心度的影响。K型连接在这些方面都具有良好的性能。在正常情况下，K型连接器的插拔力为0.5磅(2.22N)而SMA是它的三倍。K型外导体的壁厚是SMA的四倍，其可靠性相当于SMA的30倍，这一点已被试验所证实。试验表明，K型连接器经一万次插拔后，其电气性能几乎没有什么变化。它特别适合于系统和测试仪器上使用。

4、 2.4mm连接器

2.4mm同轴连接器的研制成功标志着毫米波连接器发展走上一个新的台阶。在它前面发展的一系列小型同轴连接器在结构上作了不少改进，但是在连接器的坚固性和可重复性方面仍然改进得不够。这就使得仪器和校准标准方面出现一连串的问题，因为这些地方需要有更高的对准性、坚固性和可重复性。在以前开发的小型连接器由于受到要与SMA兼容的限制而影响了连接器的性能，例如，当与SMA配合时，由于SMA尺寸公差范围非常之大，能偶然发生阴中心导体(插孔)外径增大的故障，并且高频覆盖能力较小，中心接触体也很脆弱(易断)。这就迫切需要研制一种新型同轴连接器，要求无模工作到50GHz，坚固性和可重复性高并具有抗偶然故障的能力。在这样一个新的要求下，Hewlett-Packard，Omni Spectra、Amphenal等公司相继开发出一代新型小型2.4mm连接器。2.4mm连接器配合空间使用空气介质填充，达到低损耗。中心导体支撑采用高性能绝缘子，其上面的补偿孔是不通孔，能防止污物进入连接器的内部。两个绝缘子之间有足够大的距离，使互相影响减至最小。中心导体插孔采用四槽结构(用于生产级和仪器级)和无槽结构(用于计量级)。它的外形很像SMA，APC-3.5，为了不致于发生与这些连接器发生偶然配合，所以连接器的连接螺纹采用公制M7×0.75。为了保护插孔不被损坏，在插针接触插孔前外导体已配合到50%以上。2.4mm连接器在DC～50GHz整个范围内都具有良好的性能，反射损耗都小于SMA、APC-3.5、K型连接器，结构具有很高的可重复性。2.4mm连接器能适用于很宽的领域，是第一个具备有生产级、仪器级和计量级三个等级的产品。

5、 1.85和1.0mm连接器 

美国Hewlett-Packard公司是一个从事电子设备和元件的制造公司，它在毫米波连接器研制中一直处于领先地位。在1986年欧洲微波会议上他们又首次推出1.85mm的连接器，使工作频率扩展到65GHz。后来Wittron公司经过改进，并于1989年1月宣称在360型网络分析仪中使用了1.85mm(V型)连接器，并能同2.4mm连接器兼容。V型连接器的结构形式与K型相同，只不过尺寸更小一些。它与微波电路的连接也是用一个过渡器——玻璃绝缘子，其中心导体的直径只有9密耳(0.23mm)。
进入上世纪90年代，Hewlett-Packard公司宣布他们又研制成功1.0mm连接器，这是目前世界上最小的毫米波连接器，内导体直径约为0.43mm(50Ω)，最高工作频率达110GHz。

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