扩频连接器及扩频方法
一引言
随着科学技术的发展和进步,尤其是随着电子工业、通信和信息产业的高速发展,越来越需要具有较高工作频率的射频连接器。这就对射频连接器设计者提出了一个问题,能否在已有连接器的界面结构基础上,通过改进结构,不加大成本,实现频带的拓宽(扩频)呢?
国际电工委员会(IEC)于1980年发布施行的IEC169-17:()特性阻抗为50Ω、螺纹连接的射频同轴连接器(TNC型)。到了1993年,IEC又发布实施了IEC60169-26:特性阻抗为50Ω、频率范围为0~18GHz、螺纹连接的射频同轴连接器(TNC18GHz);同样,在美军标《MIL-STD-348A:1988 国防部界面标准射频连接器界面》中,既给出了TNC系列插针和插孔接触件连接器界面,又给出了TNCA系列插针和插孔接触件空气界面连接器界面。这两种连接器均属TNC型,接口尺寸兼容,两者可互配连接,但工作频率不同,从前者的可达11GHz扩展到后者的可达18GHz。IEC标准和MIL标准所给出的界面结构尺寸基本相同。TNC18GHz(TNCA)相对原TNC型产品是怎样实现扩频的呢?
还有,在目前各射频连接器系列中,(),特性阻抗力50Ω、螺纹连接的SMA型连接器(IEC169-15:1979,MIL-C-39012/79~83),其连接螺纹为:1/4—36UNS-2;继而有IEC60169-23 1991 ,()的插针和插孔连接器。其连接螺纹也是1/4-36UNS-2,,其连接螺纹也是1/4-36UNS-2。SMA、、,后者均可与SMA相互连接,接口兼容,但工作频率不同。SMA型通常接半硬电缆时其频率可达18GHz,,,也称可用到46GHz,这就是说,、,均实现了扩频。这些连接器是怎样实现扩频的呢?
以上射频连接器:TNC、SMA、、,N型射频连接器,也是螺纹连接器,且界面为空气,该型连接器标准一般规定其工作频率为11GHz,接半硬电缆时可达18GHz,它是怎样实现扩频的呢?
本文将对以上这些问题进行分析讨论。
二扩频原理和扩频方法
对于任何射频同轴连接器,其关键尺寸是外导体的内径,这个尺寸当与内导体的直径和绝缘介质组合在一起时,就确定了该连接器的特性阻抗,以及它们的上限频率或称截止频率(或称可能的模变频率)。
当然,由于实际尺寸和结构的原因,模变不可能自动产生,但它可能通过在连接器内部的不良阻抗匹配而被激励,或者在不适当的装配或在测试接口应用了质量不好的转接器和测试用电缆组件。
射频同轴连接器的上限频率,通常由下式计算:
(1)
式中:fc—表示连接器的上限频率
Co—电磁波在真空中的传播速度
D—外导体内径
d—内导体外径
εr—绝缘介质的相对介电常数
对于空气介质,其εr近似为1,代入(1)式,则有:
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