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Comprensión de las especificaciones del conector RF

Comprensión de las especificaciones del conector RF


Los conectores de RF están diseñados para permitir que el alimentador de cable coaxial se conecte entre sí de una manera que permita realizar y deshacer las conexiones fácilmente.

Como tales, los conectores de RF deben proporcionar el rendimiento de radiofrecuencia requerido además de proporcionar una conexión de CC segura y confiable.

Como resultado, los conectores de RF tienen una serie de especificaciones que se relacionan con su rendimiento de RF, así como especificaciones que se relacionan con su capacidad para proporcionar una conexión de baja frecuencia confiable.

Comprender las especificaciones del conector de RF permite obtener el conector óptimo, equilibrando el rendimiento, el tamaño y el costo. La selección de los diferentes tipos de conectores de RF, incluidos BNC, tipo N, TNC, SMA o uno de los muchos otros tipos, puede tener un impacto en el rendimiento y la usabilidad.

Los conectores de RF se utilizan en muchas áreas. Una de las más obvias es conectar RF entre diferentes unidades, o conectar alimentadores de antena a receptores y transmisores, etc. Estas aplicaciones son las más comunes, pero los conectores RF también se utilizan dentro de los equipos. Aquí permiten que el equipo sea reparable, lo que permite extraer o insertar placas o módulos sin necesidad de soldar conexiones. Sin conectores de RF, acceder al equipo sería prácticamente imposible.

Para la aplicación de alcance, se aplicarán diferentes especificaciones, tanto mecánicas como eléctricas, por lo que elegir el conector de RF adecuado para cualquier aplicación requiere comprender las especificaciones aplicables.

Especificaciones clave del conector RF

Como todas las formas de componentes y las formas de conector que no son de RF, existen muchas especificaciones que son aplicables a los conectores de RF.

Muchas de las especificaciones básicas para conectores generales también pueden aplicarse a conectores de RF, pero a menudo pueden expresarse de una manera diferente que refleje las aplicaciones en las que se utilizarán.

La lista a continuación contiene muchos de los parámetros clave con explicaciones para permitir que se comprendan las distintas especificaciones del conector de RF.

  • Especificación de impedancia del conector: Los conectores de RF forman parte del sistema de alimentación cuando se utilizan para RF. Como el alimentador tiene una impedancia específica, el conector también debe tener una impedancia definida. Muy pocos conectores como el conector UHF (conectores SO239 y PL259) son un conector de impedancia no constante y, como resultado, generalmente solo se usan para frecuencias más bajas (hasta 300 MHz o, a veces, 500 MHz). Otros conectores como BNC, TNC, tipo N, SMA y muchos más tienen una impedancia constante.

    La mayoría de los conectores tienen una impedancia de 50 Ω, ya que es el alimentador coaxial de impedancia más utilizado para aplicaciones de RF comerciales. 75Ω se utiliza para la televisión doméstica, por lo que ocasionalmente se verán conectores de 75Ω.

  • Revestimiento / acabado: En muchos aspectos, esto puede parecer una especificación de conector trivial, pero está lejos de esto, ya que afecta el rendimiento en un grado muy importante, posiblemente más que muchos otros aspectos de su fabricación.

    La razón de esto es el efecto piel. A medida que aumenta la frecuencia, el efecto piel se vuelve más evidente. El efecto piel es un fenómeno por el cual a medida que aumenta la frecuencia, la corriente tiende a concentrarse más hacia el exterior o hacia la piel del conductor; de hecho, está en un pico en el exterior del conductor, reduciéndose exponencialmente con la distancia desde la superficie del conductor. el conductor. Esto resulta del efecto de inductancia magnética del flujo de corriente que fuerza la corriente hacia la superficie del conductor.

    Como cualquier pérdida de calor en el conector será causada por la resistencia de los conductores, se encuentra que a medida que aumenta la frecuencia, también se reduce el área de la sección transversal sobre la que fluye la corriente, y esto significa que aumentan las pérdidas óhmicas.

    A frecuencias de microondas, se encuentra que la mayor parte de la corriente fluye a una profundidad de aproximadamente 3δ - aproximadamente el 95% de la corriente fluye dentro de una profundidad igual a 3 profundidades de piel. Esto tiene un gran impacto en la especificación del conector y su rendimiento.

    A 1000 MHz en un conductor de cobre, la profundidad de la piel es de aproximadamente 2 µm, el oro es de aproximadamente 2,4 µm y la plata es de 2,0 µm.

    El níquel, como resultado de sus propiedades magnéticas, tiene una profundidad de piel de sólo 0,17 µm. De esto se puede ver que el níquel, aunque no se empaña, dará un rendimiento de microondas muy pobre. Incluso a 10 MHz, la profundidad de la piel es de solo 1,7 µm. Sumado a esto, su resistividad es mucho más alta que la del cobre y otros metales populares. Esto significa que el níquel es una muy mala elección de material de revestimiento para cualquier conector de RF; a veces se le agregan otros metales para que luzca de color dorado. Como el oro chapado tiene un acabado ligeramente mate y el níquel da una superficie brillante agradable, se puede decir que cualquier conector que sea brillante no sirve para nada en RF.

  • Manejo de poder: Para muchas aplicaciones, el capacitor de manejo de potencia de un conector RF no es un problema. Sin embargo, para los sistemas transmisores puede ser de gran importancia.

    Una de las áreas principales del conector de RF que afecta su manejo de energía es el pin central y el receptáculo de acoplamiento. Este es mucho más pequeño que el exterior y, como tal, tiene un nivel mucho más alto de densidad de corriente. Esto significa que el diseño de la clavija y el receptáculo de acoplamiento del conector de RF son clave para la especificación de potencia del conector.

    Para un funcionamiento adecuado, la clavija y el receptáculo deben estar perfectamente alineados y no debe haber daños ni suciedad entre ellos. Además, el enchapado de las mitades acopladas es esencial para proporcionar la especificación requerida del conector de RF. Con las profundidades de la piel medidas en micrómetros, la conductividad dentro de esta área del conector es clave.

    Para niveles de potencia elevados, el recubrimiento de los contactos tiene un impacto importante en el rendimiento. Como se mencionó anteriormente, el níquel es inútil, pero un buen baño de oro y plata de un grosor adecuado permite que los conectores alcancen el nivel más alto de rendimiento.

  • Compatibilidad con cable coaxial: La mayoría de los conectores coaxiales están diseñados para usarse con un tipo particular de cable. La razón de esto es que los diferentes tipos de cable coaxial tienen diferentes diámetros y dimensiones. Si el conector coaxial debe aceptarlos, entonces debe diseñarse para que coincida con ellos.

    Esto significa que al seleccionar el conector correcto, una especificación clave del conector es el tipo de cable coaxial que se utilizará. Normalmente, esto no es un problema importante, ya que los fabricantes de conectores diseñan conectores para las formas de cable coaxial más utilizadas. Simplemente significa que una especificación clave para el conector coaxial es el tipo de cable coaxial. Sin embargo, si hay una gran discrepancia entre el conector y el cable, no será posible unir bien el cable coaxial y el conector.

  • Voltaje: Otra especificación importante del conector de RF es la capacidad de soportar voltaje. En algunos casos, el conector verá altos niveles de voltaje. Obviamente, para altos niveles de potencia, habrá altos niveles de voltaje. Si hay altos niveles de potencia reflejada, esto puede resultar en voltajes más altos.

    Es necesario asegurarse de que el conector pueda soportar las tensiones previstas con un buen margen. Recuerde que las condiciones ambientales pueden reducir la capacidad de voltaje.

  • Rango de frecuencia: Algunos conectores pueden transportar frecuencias mucho más altas que otros. Obviamente, algunas formas de conector funcionan a frecuencias mucho más altas que otras: - Los conectores BNC pueden funcionar a frecuencias mucho más altas que los conectores UHF (PL259 y SO239). Sin embargo, no todos los conectores BNC son iguales. Algunos se fabrican con especificaciones mucho más altas que otros y pueden funcionar felizmente a 10 GHz, mientras que otros pueden tener dificultades para obtener mucho más de 1 GHz.

    Al comprar conectores, siempre compre de una fuente de confianza conocida y verifique la especificación de la pieza en particular que está comprando.

    Cuando compre en el mercado abierto, tenga mucho cuidado, porque muchos conectores baratos son solo eso y no funcionarán bien. Comprueba siempre la especificación y no creas que por ser un conector tipo N su rendimiento se extenderá hasta los 18 GHz. Solo lo hará si se fabrica según esa especificación.

    Incluso muchos fabricantes de renombre ejecutan una variedad de diferentes niveles de calidad de conectores, así que no asuma que solo porque proviene de un fabricante de renombre, tendrá el rendimiento completo. Esencialmente, piense que obtiene lo que paga. Los conectores de alta calidad y especificaciones completas no son baratos. Desafortunadamente.

  • Recto y en ángulo recto: Aunque la decisión sobre si se utiliza un conector libre recto o en ángulo recto la determinará la mecánica de un equipo. Los conectores en ángulo recto se utilizan a menudo dentro de los equipos. Permiten enrutar el cable coaxial lejos del conjunto al que se está conectando sin necesidad de un bucle de cable y, por lo tanto, reducen el espacio requerido. Sin embargo, a menudo ofrecen una especificación ligeramente inferior; a menudo, su rendimiento de pérdida de retorno no es tan bueno. Para la mayoría de los casos, esto no debería ser un problema, pero en frecuencias muy altas y donde el rendimiento es clave, es un aspecto a tener en cuenta. Verifique la especificación del conector en las hojas de datos.

Hay muchas especificaciones de conectores de RF diferentes. Algunos son aplicables en algunas aplicaciones, mientras que otros serán más apropiados en otras. Sin embargo, comprender las diferentes especificaciones y por qué surgen siempre será beneficioso al seleccionar el conector adecuado para una aplicación determinada.

Ver el vídeo: N Connector Installation 13mm .500 Coax (Octubre 2020).