? ? 射頻同軸連接器和電纜是常見的元器件，在軍事應用中發揮著基本不可見但非常關鍵的作用。該組件的工作是將頻率高達數十千兆赫 (GHz) 的射頻信號從天線傳送到接收器。它必須可靠地處理敏感的射頻信號并保持其完整性，同時要足夠堅固，能夠經受住戰場上的嚴酷考驗。
? ? 對于在尋找射頻連接器的工程師來說，選擇成百上千，如果只是滿足一些基本要求，射頻連接器或多或少都一樣，因此大家可能都傾向于選擇最便宜的。但這將是一個錯誤。許多射頻連接器不是按照嚴格的工程規格制造的，一個設計不良的元件的故障可能導致價值數百萬美元的軍事設施在關鍵時刻無法使用。這使得所選擇元件按照公認的國際標準建造變得至關重要。
本文探討了軍用射頻同軸連接器的關鍵電氣和機械選擇標準。并以 Amphenol SV Microwave 的實例器件，討論了它們的應用。特別要強調的是，對于使用黑鉻射頻連接器的利基應用，要使用高檔次、耐用、不反光的表面。
高性能射頻同軸電纜和連接器
射頻同軸電纜設計注意事項
在為軍事應用設計射頻同軸解決方案時，必須將電纜和連接器作為一個完整的系統來考慮。系統的性能高度依賴于這兩個元件的完美配合。
典型的同軸電纜由銅芯或鍍銅鋼絲構成。銅芯承載著連接設備的高頻輸入/輸出信號。同時一個通常由塑料制成的電介質絕緣體會圍繞著銅芯。絕緣體的厚度是固定的，并確保銅芯和電介質周圍的金屬屏蔽層之間保持恒定間隙。這一點很重要，因為任何厚度的變化都會導致阻抗的變化，進而影響到信號的完整性。
金屬屏蔽層由銅、鋁或其他金屬編織而成，緊緊包裹著絕緣體。其作用就是保護內芯免受外部電磁干擾 (EMI)。然后，該組件包裹在一個橡膠或塑料護套中，以對內部導體進行絕緣和保護（圖 2）。戶外等級的電纜需要額外的絕緣和特殊的護套，以保護電線免受陽光和濕氣的影響。
內芯傳輸高頻信號，而屏蔽層僅作為回流線。兩個導體之間存在一個電磁場，但不超過屏蔽層。這意味著，穿過電纜的射頻信號不會影響附近的電氣和電子設備。
圖 2：同軸電纜由四部分組成：內導體、塑料電介質、回路線/屏蔽層；以及外部（黑色）橡膠或塑料護套。（圖片來源：Amphenol）
阻抗的重要性
在高頻射頻系統中，傳輸效率取決于天線的阻抗與發射器或接收器的阻抗匹配。
顯著不匹配會導致天線功效不佳，因為它干擾了前向行進的功率并產生了駐波。衡量阻抗均衡程度的一個常用指標是電壓駐波比 (VSWR)。VSWR 為 1 表示沒有阻抗失配損失，而更高的數字表示損失增加。例如，VSWR 為 3.0 表示大約 25% 的發射器功率在天線系統中損失。
射頻連接器和電纜構成了天線阻抗的一部分，因此，設計者必須了解元件的阻抗值，以最大限度地提高射頻系統的效率。同軸電纜的特性阻抗與內導體的外徑和外導體的內徑之比成正比。介質絕緣體的主要功能是設置并保持這種隔離。
在大多數情況下，電纜制造商提供的射頻電纜阻抗為 50、75 或 95 歐姆 (Ω)，盡管也有其他阻抗。除了一系列的固定阻抗外，電纜還提供不同的電介質類型、電容、外徑、衰減特性和屏蔽材料。
版本一般按照兩個系統來分，LMR（字母的含義是歷史的：重要的是要知道這些電纜是一種低損耗的類型）和無線電指南 (RG)。RG 類型有更多的選擇，然而并非所有的選擇都符合軍事規格。信譽良好的供應商可以協助處理軍用器件的選擇。
射頻同軸連接器注意事項
射頻同軸連接器能夠讓電纜牢固地連接到無線電設備上。無論電纜有多好，連接器不合適都將破壞電氣性能。電纜和連接器之間機械上的安全和電氣上的牢固配合將確保良好的信號完整性和一致的阻抗，即使在高頻率下。提供完整性的一種方法是將電纜和連接器組裝在一起，由制造商作為一個完整的組件交付。制造商最有能力確保高質量的連接，也會在交貨前測試組件的完整性。
圖 3：SMA 連接器提供螺紋連接，具有 50 Ω 的阻抗，可以處理高至 18 GHz 的射頻信號。（圖片來源：Amphenol）
另一種常見類型是超小型 B 版 (SMB)。
這種產品比 SMA 小，并采用卡入式聯接設計。
它們有 50 和 75 Ω 兩種阻抗，工作頻率高至 4 GHz。
其他類型的射頻連接器包括
F 型，用于電纜調制解調器和有線電視等應用；
N 型，用于使用粗電纜的商業應用；
FME 型，用于蜂窩通信設備；
TNC 型，用于戶外蜂窩應用；
以及 UHF 型，用于業余和海上無線電。
連接在射頻同軸電纜上的射頻連接器通常會擰入連接在穿板上的反極性連接器上，或直接連接到接收或發送射頻信號的設備上。穿板類型有外螺紋，與電纜連接器的內螺紋配接（圖 4）。選擇穿板連接器時還是找制造電纜射頻連接器的廠家最佳，雖然標準化確保了任何制造商的相同類型的連接器都能使用，但是總會有些意外影響因素。
無反光射頻連接器選擇
但有些廠商，如 Amphenol SV Microwave，也在其提供的產品中包括特殊元件。
該公司產品系列有一個重要補充產品，即同時用于電纜和穿板應用的無反光 SMA 射頻連接器。
在許多軍事應用中，工業射頻連接器的標準不銹鋼或黃銅表面可能導致問題。
例如，如果用在小武器上，這種射頻連接器可以反射自然光并暴露戰斗人員的位置。
或者在飛機或直升機的光學系統中使用射頻連接器可能會產生光偽影，破壞瞄準系統的精度。
為了滿足對無反光射頻連接器的需求，Amphenol 推出了鍍黑鉻的 SMA 公頭電纜連接器 2911-61008（圖 5，左），以及配套的鍍黑鉻 SMA 母頭穿板連接器 2921-61689（圖 5，右）。這些產品的阻抗均為 50 Ω，可以支持高達 18 GHz 的射頻信號，連接次數高至 500 次。上述每個實例連接器的中心觸頭材料均采用鍍金鈹銅合金。該射頻連接器設計用于 RG-405（0.085 英寸）、半剛性射頻同軸電纜，符合軍用規范要求，在國防應用中很受歡迎。
圖 5：Amphenol 軍用規格 SMA 公頭電纜連接器（左）和母頭穿板連接器（右）提供無反光黑鉻層。（圖片來源：Amphenol）
該射頻連接器的主體材料是不銹鋼，上涂有符合 MIL-C-14538 標準的黑色鉻層。
該規格所涉及的黑鉻層是軍方獨有的，它堅硬、附著力強、耐高溫，而且完全不反光。
結語
軍事應用會受到灰塵、油脂、熱量和振動的影響。
這些應用的連接器和電纜預計要在數年內可靠地傳輸高頻信號。
這些連接器有一些需要非反射涂層的變型，這些涂層要足夠堅韌和耐用，能夠承受高溫和沖擊而不發生裂紋或磨損。
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