1、镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 1 页 共 14 页 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料（第一部分） 1 培训内容与目的： 本培训资料重点阐述了射频同轴连接器（RF连接器）基本概念、产品结构、功能、用途及选择、产品优劣的辨别、射频电缆的选用等方面的知识，供给 RF连接器的采购人员、技术人员及广大的客户参考。 2 RF连接器发展概况： RF连接器与其他电子元件相比发展史较短。1930年国际上出现了车载用的UHF连接器是
2、最早的RF连接器。第二次世界大战期间，由于战争的需要，随着武器、雷达及微波通信的发展产生了N、C、BNC、TNC型等中小型系列。1958年后陆续出现了SMA、SMB、SMC、MCX、SSMA、SSMB等小型、微型产品。1964年制定了美国军用标准MIL-C-39012 射频同轴连接器总规范。同年至1965年我国开始对RF连接器选型。1966年由四机部组织集中设计、确定和选用适应我国国情的产品和标准。从此，RF连接器开始向标准化、系列化、通用化方向发展。 在这70多年的时间里。经过各国专家的共同努力，使RF连接器形成了独立完整的专业体系，成为电连接器家族中的重要组成部分，是同轴传输系统不可缺少的
3、关键元件。美、英、法等国家的RF连接器研制技术处于领先地位，其设计、生产、测试、使用技术成龙配套。趋于完善不仅形成完整的标准体系，而且在原材料、辅助材料、检测系统、装配工具等方面已标准化，并进行专业化规模生产。新产品不断出现，如QMA、MMBX、等。部分产品申报了专利，产品的工作频率从3GHz发展到40GHz，有些产品已达到110GHz。 我国从60年代开始由整机厂研制生产RF连接器，70年代开始由专业厂生产，按照自力更生方针，以集中设计的产品为主，80 年代起采用了国际标准，研制生产国际通用系列产品，主要以国营和集体企业为主，后来陆续出现一些民营、合资、外资企业。到目前国内RF连接器生产厂家
4、已有几百家，但规模都不大。有一些骨干厂家的生产手段、生产能力和水平已与国外不相上下。 3 RF连接器的结构及特点： 3.1结构 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 2 页 共 14 页 RF连接器按接口形式分为三大类： 一是螺纹式连接：如7/16型、N型、TNC型、SMA型等。由于采用螺纹连接，使插头与插座配合更加稳定、可靠。防振抗撞能力强。 二是卡口式连接：如 BNC型、C型、Q6型等。由于采用卡口连接，使用方便，连接不易松动、分离
5、又很迅速，很多医疗设备、电子仪器使用。 三是插入式连接：如SMB、SMZ、MCX等。其特点是有些采用了锁紧机构，大部分都是体积小、重量轻、结构紧凑。适用于系统对体积、重量有要求的仪器设备，特别适用抽屉式、排列式、积木式安装。 3.2与电缆连接处结构 通常RF连接器有两种使用形式：一是直接安装在仪器面板或印刷电路板上，另一种是连接射频同轴电缆作为电信号传输用。连接电缆处的结构也分为以下几种： a. 内导体采用压接、外导体采用压接 b. 内导体采用焊接、外导体采用压接 c. 内导体采用压接、外导体采用焊接 d. 内导体采用焊接、外导体采用螺纹压紧 e. 内导体采用焊接、外导体采用螺纹压紧 f. 内
6、导体采用压接、外导体采用螺纹压紧，等等 总之RF连接器与电缆连接处的要求是连接可靠、反射要小，必须进行一定的补偿来保证性能。 4 RF连接器主要技术特性： RF连接器技术特性分为两大类：一是电器参数，二是机械环境参数。 4.1电气参数： 4.1.1. 特性阻抗 它是根据传输线理论，设定平行线路的导体是均匀的，而且长度无限长，其参数：R 电阻（/m）；L电感（H/m）；G电导（-1/m）为常数值，则线路上的任意点电压和电流的比值 Z为定值，（我国 根据多种因素，如：衰减、功率、耐压等，统一确定为50和75），该值称为特性阻抗或特定阻抗。 特性阻抗的计算： 近似公式： 0 60 ln DZ dre
7、= 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 3 页 共 14 页 精确公式： 0 59.958600.0006 ln DZ dre= 式中 Z0 理想同轴线的特性阻抗（） r 介质相对介电常数 D 连接器外导体内径 d 连接器内导体外径 常用介质的介电常数： 空气 r =1.000649 聚四氟乙烯（PTFE） r =2.022.05(常取2.02) 聚乙烯（PE） r =2.24 聚苯乙烯（PS） r =2.54 超高频玻璃（7070#
8、） r =44.30 4.1.2 . 频率 是指在单位时间内、线路信号振荡的次数，单位是Hz。通常用F或f表示。 RF是Radio Frequency的缩写，即射频。它是一种能远距离传输的高频电磁波。RF技术已在无线通信领域中已广泛应用。 RF 连接器的频率分为工作频率和截止频率。截止频率是指连接器使用到这个频率会引起高次模型的出现，使能量急剧下降，电压驻波比显著劣化，所以连接器规定了它的工作频段。 无线电频段划分 波段名称 频率名称 波长范围 频率范围 毫米波 极高频（EHF） 10-1毫米 30-3000 KMHz 厘米波 超高频（SHF） 10-1厘米 3-30 KMHz 微波 分米波
9、特高频 (UHF) 10-1分米 300-3000 MHz 米波（超短波） 短波 中波 长波 超长波 极长波 甚高频（VHF） 高频 （HF） 中频 （MF） 低频 (LF) 甚低频（VLF） 极低频（ELF） 10-1米 100-10米 1000-100米 10-1公里 100-10公里 长于100公里 30-300 MHz 3-30 MHz 300-3000 KHz 30-300 KHz 3-30 KHz 3 KHz 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83
10、516677 网址：第 4 页 共 14 页 波长与频率关系： = Co/f 式中 波长（cm/S） f 频率（MHz） Co真空中光速 （Co=2997924581.2m/s3105Km/s） 例： f = 1550 MHz，问= ？ 代入上式：=Co/f = 3105/1550 =193.5 mm=19.35 cm 4.1.3、电压驻波比 V.S.W.R RF 连接器在设计时规定了一定的电长度，在有限长度的线路中，特性阻抗Z0和负载阻抗ZR不相等时，从负载端有一部分电压和电流，被反射而回到电源侧的波，称为反射波；从电源到负载的电压和电流称为入射波。入射波和反射波的合成波，被称为驻波。驻波的
11、电压最大值和最小值之比，称为电压驻波比。（亦可成为驻波系数）。 在负载端，对于 入射电压中可被反射的程度，我们成为反射系数。反射系数等于反射电压与入射电压之比： = VR / VI 式中 反射系数 VR 发射电压 VI 入射电压 电压驻波比 电压驻波比与反射系数的关系： 电压驻波比： 1+|S= 1-| 反射系数： 1-S= 1+S 例如：某电路中电压的反射系数为0.1 求电压驻波比S = ? 1+|0.1|S=1-|0.1| = 1.1/0.9 =1.22 当然电压驻波比是RF连接器的关键电气指标，越低越理想，但盲目地追求低驻波，会大大提高生产成本。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识
12、培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 5 页 共 14 页 4.1.4、插入损耗 I L是指由于RF连接器的引入导致线路上功率的损耗。定义为输出功率与输入功率之比。使连接器插损增大的因素很多，主要有：特性阻抗的不匹配、装配精度误差、配合端面间隙、轴线倾斜、横向偏移、偏心、加工精度及电镀等所造成。 插入损耗可通过下列经验公式计算： 0.07 f （GHz）dB(min) 0.10 f (GHz) dB(max) 例如：SMA型某产品，使用频率f = 6 GHz时，I L = ?
13、 0.076 = 0.17 dB 0.106 = 0.25 dB 该产品在6GHz，插损在0.170.25dB之间。但应该通过批量检测，得到理想数据。如果是电缆组件应该加上或减去电缆线长的损耗。 4.1.5、接触电阻 RF 连接器的接触电阻分为内导体之间和外导体之间的接触电阻。不管是内导体还是外导体，尽管镀层十分光滑，在显微镜下观察，它的接触表面都有微小的凸起部分。当一对接触件接触时，并不是整个接触面的接触，而是散布在接触面上的一些点的接触。因此，实际接触面必然小于理论接触面。两者往往差距很大，实际接触面可分为：一是真正金属与金属的接触，即那些金属凸起部分；二是通过接触界面的插合，摩擦了污染氧
14、化膜面接触的部分。所以真正的接触电阻由下列部分组成： 集中电阻电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中），显示出来的电阻。 膜层电阻接触表面膜层及其它污染物所构成的电阻叫膜层电阻，也称为界面电阻。 导体电阻实际测量 RF 连接器接触电阻时，都是在接点的引出端进行，故实际测得的接触电阻，包括导体本身的电阻，因此实际测量的总接触电阻为： R = Rc + Rf + Rd (m) 式中： Rc 集中电阻 Rf 膜层电阻 Rd 导体电阻 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：
15、0511-83516677 网址：第 6 页 共 14 页 当然，RF 连接器内、外导体之间的接触电阻与其电镀、产品结构及检测方法有关。内导体之间的接触电阻大于外导体之间接触电阻。接触电阻数值越小愈好。一般单位为m(毫欧)。 4.1.6、绝缘电阻与耐压 RF 连接器的绝缘电阻应在内、外导体之间测量，试验电压为 500V50V（DC），通电 1min后测量，其数值越大越好。根据连接器总规范规定，分1000 M、5000 M和10000 M三档，（按产品选用）。 耐压是指连接器接上电缆以后能承受相关电压作用而无击穿或闪络现象。有额定电压（）和试验电压（）之分；在额定电压1KV时，E = 3U。在额
16、定电压1KV时，E = 1.5U。 4.1.7、三阶交调 又称三阶互调、互调、交调失真。当两个信号频率f1和f2或多个信号频率，同时通过一个无源射频传输系统，由于传输系统非线性的影响，使基频信号之间，产生非线性的频率分量，这种现象称为交调或互调（IM），把非线性的频率分量称为交调产物（IMP）。如果这些 IPM落在接收频带内，又足够强，则会形成对系统基波信号的干扰。这种干扰称为无源交调干扰（PIMI），或称为无源互调失真(PIMD)，如下式： fim = mf1nf2 式中： fim 为I M P交调产物 f1；f2 为输入基波频率 m；n 为包括1在内的正整数 m + n 为I M P的阶数
17、 如果m + n = 3时则为三阶交调或三阶互调。三次交调产物是形成干扰最恶劣的条件，也代表所产生干扰信号最严重的情况。五次、七次、九次逐渐减弱。因此，把三阶交调列为通信行业宽带数字蜂窝系统和个人通信系统用，RF 连接器或器件严格要求的指标。 常用单位：dBm以基准量一毫瓦（P0=1mW）作为零功率电平（0dBm）的分贝 dBc在规定的载波电平下测量的数据 例：pf1 = pf2 = 20W时 则p = 10lg (2000mW/1mW) = 43 dBm 当pf1 = pf2 = 25 W时 则p = 10lg (2500mW/1mW) = 43.9794 dBm 44 dBm 当pf1 =
18、 pf2 = 20W测得产生电平为 -115 dBm， 如果用dBc表示：-115 -43 =1 58dBc。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 7 页 共 14 页 RF连接器如何减小非线性影响，降低PIMI的产生呢？主要方法有： a、 使用含铜量高的、低杂质（铁、镍、硫等）环保铜材，即通常所说的无磁铜棒。一般连接器的壳体采用含铜量59%以上，内导体可采用含铁等杂质低的青铜棒、青铜线。 b、 RF连接器的表面镀层应选用：镀银、镀三
19、元合金、镀金。（镀镍不可以） c、 连接器在装配时或电缆装接时，应注意不可有油污、杂质混入，保证零件的精度。包装物应环保、清洁。 d、 RF 连接器的电气性能要求，还有屏蔽效率、功率等技术指标，以后需要再予讲解。 SUMMITEK互调测试仪 三阶互调测试界面 4.2 环境、机械参数： RF 连接器的环境、机械参数有：产品的使用环境温度、产品的互换性、产品的可焊性、产品的密封性、啮合力、插入力、保持力、连接机构的强度、振动、冲击、碰撞、盐雾试验、机械耐久性、电缆固紧的机械试验等等。 5 RF连接器的用途及选择： 5.1连接器的接口形式通常由它的用途来决定的。 MCX型是一种小型的推入式锁紧连接器
20、。有50和75两种，适用于数字式PCN，GPS及各类小型电子仪器，手提式无线网络系统使用，频率可达6GHz。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 8 页 共 14 页 SMA型它广泛应用航空、雷达、微波通讯，数字通信、程序控制、无线网络等领域。特性阻抗50，软性电缆使用频率12.4GHz，半刚半柔电缆达18GHz。 BNC型是一种采用卡口式连接，分50、75。使用频率低于4GHz，作为医疗器械、计算机行业、网络系统、电子仪器设备的信号
21、传输用。并且是用量较大的产品。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 9 页 共 14 页 TNC型它与BNC界面尺寸相同，增加了螺纹连接，使其连接更加可靠，特别在振动条件下使用，性能优良。 N型是一种螺纹连接的中、小功率连接器，特性阻抗分为50和75。频率可达11GHz，已广泛应用于振动和环境恶劣条件下的无线电仪器、通讯设备、微波测试及地面发射、接收系统。尤其在电子仪器上用量最大。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇
22、江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 10 页 共 14 页 7/16型（L29）它是一种功率容量大、驻波低、衰减小、互调失真低、气密性好的产品。阻抗为50，使用频率7.5GHz，主要用于广播、电视、主馈系统、雷达监控、微波通讯等领域。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 11 页 共 14 页 5.2如何选择、使用RF连接器。
23、 用户在选用RF连接器时，既要考虑产品的性能参数，又应考虑经济因素。性能必须满足系统设备的技术参数指标，经济上应符合价值工程要求，避免多余功能，浪费物力财力。选择时应从以下几个方面考虑： 5.2.1 RF连接器的接口（界面形式） 根据自己系统设备，选用匹配的阻抗（50、75），合理的配接（如SMA、SMB、BNC、TNC、N型等接口，体积和重量、大小也应考虑）及工作频率（DC3GHz，DC6GHz等等） 5.2.2 RF连接器的连接（端接形式） RF连接器的端接形式分为： a、电缆连接器：它可以连接不同信号的射频电缆，在选择好电缆后再选择连接器，或反之，先选连接器再选电缆。其原则是连接器外导体
24、内径应与电缆绝缘层粗细吻合，性能比较理想。尽量避免粗电缆用小连接器或大连接器用特细电缆，效果不好。 射频电缆方面：半刚半柔电缆优于软性PE电缆，编织屏蔽层紧密的软电缆优于稀疏编织层的软电缆等等。 压接电缆连接器，选择好电缆后应按要求对电缆剥线，确定剥线长度、并选用所规定压接钳口尺寸进行冷压接。操作比较方便，适合现场施工作业。 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 12 页 共 14 页 软性电缆连接器 b、印制板用连接器 用户在选用印制
25、板连接器时，应明确印制板的厚度，安装孔的距离误差，锡焊脚的高度，焊锡点的可焊性等。对采用表面贴装(SMT)技术的用户，应明确盘带式包装的要求，流水线的装配速度等等。 c、法兰或螺纹安装RF连接器 这种终端连接器，用户选择时，应根据自己的设备系统，确定是四孔法兰安装，还是两孔法兰安装？是螺母安装还是螺纹安装？应了解安装开孔尺寸及方法。 d、RF连接器的电镀层 RF连接器的电镀层有以下几种： 镀光亮镍层它是一种应用比较广泛且价格比较便宜的镀种。主要用于通用连接器的外导体、壳体部分。对于一般商用连接器采用较多。它的抗腐蚀性、抗盐雾性能良好。对有互调指标要求的产品不宜使用。 镀光亮银层这是一种电导率最
26、好的镀种，对于一些高档次的军用产品必须镀银。但电镀耐磨的厚硬银，成本高。缺点是表面的保护膜破坏后，在大气中极易硫化、发黄、发黑。 镀三元合金它是一种铜、锡、锌的合金，其配比是：铜（Cu）55%、锡（Sn）30%、锌（Zn）15%。它是镀银和镍的替代品，其化学性能比较稳定，现已被有交调要求的产品大量采用。 镀金层金层比较稳定，不易腐蚀、电导率仅次于镀银层。由于镀金层厚度，直接影响耐磨性能，越厚价格越高，由于价格问题，用户应谨慎选用。 在军用产品上大部分都选用镀银和镀金，商用产品可选择镀镍、镀三元合金。镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开
27、发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-83516677 网址：第 13 页 共 14 页 6、RF连接器的材料及优劣辨别 RF 连接器产品的用材和产品的结构，大大影响着加工难度和加工效率，同时，也影响着产品的价格。 RF连接器从技术指标等级分为： 6.1 通用RF连接器（2级） ： 采用最宽的容许尺寸公差制造，但仍然保证规定的一般电气性能要求和一般的互配性，这种连接诶其市场占有量最大。 6.2 高性能RF连接器（1级）： 这是一种随着频率改变未规定反射系数极限量值的连接器。它所规定的尺寸公差有些可与2级相同，但对电性能有影响的机械尺寸，必须严格控制。 6.3
28、 标准试验用RF连接器（0 级） ： 用来对1级和2级RF连接器，进行反射系数测量的一种精密制造的连接器，它对测试结果引起的测量误差可以忽略不计。它具有机械和电气重合的基准面。能形成高度重现性连接特性。 6.4 RF连接器的用材 不同的材质，不同的结构也适应不同的使用场合，要求高的军用RF连接器，选用优质材料。外导体、外壳零件可选用黄铜或铜合金，不需要电镀壳体零件也可采用不锈钢；弹性接触件选用铍青铜，一般用途的也可选用磷青铜、硅青铜；绝缘介质通常选用耐高温的聚四氟乙烯（PTFE）；密封零件选用硅橡胶（6146）。杜绝使用铁制垫圈、螺母以免环境试验后，出现锈蚀和磁化。 6.5 RF连接器优劣辨别
29、 首先从外观、造型、镀层检查，再看结构、机械强度、互换状态、螺纹配合。最后检查性能参数装接电缆是否牢固可靠。能否便于安装，详细辨别方法可见下表： 辨别优劣RF连接器的方法和内容： 内容项目 优质RF连接器 劣质RF连接器 外导体壳体 含铜量59%的黄铜、铜合金、不锈钢、拉制黄铜棒 黄杂铜、再生铜、锌铝合金、铸造铜、不精密、砂孔多 导 电 材 料 弹性接触件 铍青铜、锡青铜、磷青铜、硅青铜 一般黄铜、59黄铜、铁园钢丝 镇江通达电子有限公司 射频同轴连接器知识培训资料 镇江通达电子有限公司 地址：江苏镇江黄墟经济开发区 电话：0511-83511505 83516699 传真：0511-8351
30、6677 网址：第 14 页 共 14 页 介 质 绝缘子 悬浮树脂一级料聚四氟乙烯PTFE、PPO聚苯醚 塑料回收料、聚苯烯、普通塑料 密封圈 橡胶垫圈 高弹性硅橡胶6144或6146 普通橡皮、硫化橡胶 产品外形 机加工精度高、光洁度好、符合外形图 粗制滥造、外形不一致 互配性 同类产品任意互换可靠 配合困难或太紧或太松、不可靠 安装 安装孔符合图纸、安装简便 安装困难、安装孔不规范 产品结构 结构合理、使用方便、满足性能指标 界面尺寸勉强配合，内部结构不符合理论升级要求，性能差 电缆装接 电缆安装简便可靠，压接牢固，符合标准 电缆装接困难、松动、不牢固、易脱落 表面镀层 电镀零件表面光亮
31、，无锈蚀、黑斑，无脱皮、凹陷 镀层粗糙，有凹痕、碰伤、起皮、黑斑、锈蚀现象 包装要求 包装物环保，合理。便于使用，卡、证齐备，有追溯性 包装随便，缺件少件，无法追溯制造者，无合格证 7、铜铝结构的RF连接器 普通连接器外壳体基本使用黄铜进行加工生产，在铜材料等资源日益紧张的情况下，必须寻求一种可替代的材料来替换。而铝合金就是一种加工性能好，价格相对便宜的可生产RF连接器壳体的产品。 铝合金应其在硬度等方面不如铜材，所以在铜铝结构的RF连接器中，连接器头部内接触部分依然使用铜材。整个外壳部分的80%使用铝材，且在加工上铝材的加工难度要低于铜材，这就大大地降低了整个产品的成本。 下图是一款采用铜铝结构的7/16产品，产品结构目前已申请专利。
