고전력 RF 커넥터: 선택, 열 제한 및 설치 가이드

연속 1kW에서 고전력 RF 커넥터는 수동 액세서리가 아닌 열 및 기계 구성 요소입니다. 첫 번째 결정은 어떤 껍질이 가장 강력해 보이는가가 아닙니다. 이는 시스템이 실제로 제공하는 평균 전력, 피크 전력, 주파수, VSWR, 주변 온도 및 케이블 인터페이스입니다. 25°C에서 500W 정격 커넥터는 70°C에서 밀봉된 실외 인클로저 내부의 절반 미만으로 제한될 수 있습니다. 감소된 전력 예산으로 시작한 다음 인터페이스를 선택하십시오.

감소된 전력 예산으로 시작

유용한 등급은 약식 데이터시트의 헤드라인 숫자가 아니라 커넥터가 최악의 주변 온도에서 통과할 수 있는 평균 전력입니다. 평균 전력은 중앙 접점, 유전체 및 외부 도체를 가열합니다. 피크 전력은 특히 고도나 VSWR이 높은 경우 고장이 발생하기 전에 공극과 유전체에 스트레스를 줍니다. 2.0:1 VSWR은 ((VSWR - 1)/(VSWR 1))^2로 계산된 순방향 전력의 11.1%를 반영합니다. 1kW에서는 동일한 표면을 통해 되돌아오는 111W입니다.

제품군을 비교하기 전에 엔클로저 내부의 주변 온도, 고도, 연속 대 펄스 듀티, 케이블/커넥터 인터페이스 크기 등 4개의 정격 감소 입력을 확인하십시오. 펄스 시스템의 경우 펄스 폭과 듀티 사이클을 사용하여 평균 전력을 계산한 다음 인터페이스 항복 마진과 비교하여 피크 전압을 확인합니다. 평균 100W에서 편안한 커넥터는 유전체와 에어 갭의 크기가 적합하지 않으면 1kW 피크에서 작동하지 않을 수 있습니다.

50옴 중전력 시스템의 경우 N형 인터페이스가 일반적인 시작점이지만 여전히 데이터시트 경감 곡선이 결정합니다.

N형 RF 동축 커넥터 시리즈 중전력 RF 시스템용 50Ω 및 75Ω 스레드 N형 커넥터; 50Ω 유형은 DC~18GHz를 포괄하고 다양한 케이블 인터페이스를 지원합니다. 제품보기 →

고전력을 전달하는 커넥터 제품군

전력 처리는 형상, 재료 및 열 경로에 따라 설정됩니다. 인터페이스 치수 및 테스트 방법은 IEC 61169 및 MIL-STD-348에 따라 표준화되어 있지만 전력 등급은 제조업체마다 다릅니다. 아래 표는 후보 목록 작성에 도움이 되는 것이며 주파수 및 주변 환경에서의 등급을 대체할 수는 없습니다.

7-16 DIN은 크기보다 평균 전력과 수동 상호 변조가 더 중요한 경우에 종종 선택됩니다. N 유형은 다양한 50옴 시스템과 케이블 크기에 적합하기 때문에 여전히 인기가 높습니다. 단순히 은도금 접점을 사용하기 때문에 더 작은 정밀 인터페이스가 더 큰 인터페이스와 동일한 전력을 전달할 수 있다고 가정하지 마십시오. 중심 접촉 질량과 유전체 부피가 다릅니다.

열 상승, VSWR 및 경감 트랩

VSWR은 단순한 손실 손실 수치가 아닙니다. 반사된 전력은 손실을 추가하고 커넥터 온도를 높일 수 있습니다. 차트는 일반적인 VSWR 값에 대해 계산된 반사 전력 비율을 보여줍니다. 그것은 제품 곡선이 아니라 물리학입니다.

3.0:1 VSWR에서는 순방향 전력의 1/4이 반영됩니다. 반사파는 일부 지점에서 전압 스트레스를 두 배로 늘리고 커넥터와 케이블의 가열을 증가시킬 수 있습니다. 시스템이 최악의 불일치에서도 살아남아야 하는 경우에는 정격 부하뿐만 아니라 반사 전력 및 전압 마진을 고려하여 커넥터 크기를 조정하십시오.

케이블 인터페이스와 조립 품질도 열 결과를 변화시킵니다. 잘 제어된 납땜 또는 압축 조인트가 있는 저손실 케이블 어셈블리는 중앙 접점에서 열을 분산시킵니다. 가난한 관절은 그것을 집중시킵니다.

초저손실 유연한 RF 케이블 어셈블리 고주파 신호 무결성을 위한 유연한 50Ω 어셈블리로 낮은 삽입 손실, 안정적인 위상 및 SMA, N 유형 또는 TNC 커넥터 옵션을 제공합니다. 제품보기 →

인터페이스 형상 및 접촉 야금학

고전력 커넥터에는 중앙 접점, 유전체 및 외부 도체의 세 가지 열 경로가 있습니다. 중앙 접점은 전류를 전달하며 결합 핀과 케이블 도체에 열을 전도해야 합니다. 유전체는 과도한 손실 없이 전압 스트레스를 유지해야 합니다. 외부 도체는 복귀 전류를 전달하고 기계적 기준을 제공합니다.

도금은 접촉 저항을 낮추지만 두께, 기판 및 결합 표면 마감이 중요합니다. 은도금은 손실이 적고 전도성이 높기 때문에 일반적입니다. 금은 내식성과 많은 결합 주기를 위해 일반적입니다. 얇거나 다공성인 도금은 접촉 저항을 높이고 핫스팟을 생성하며 PIM을 증가시킬 수 있습니다. 조립하기 전에 결합 표면에 긁힘, 광택, 유전체 칩이 있는지 검사하십시오.

어댑터는 두 개의 결합 인터페이스를 추가합니다. 각 인터페이스에는 접촉 저항, 가능한 반사 및 열 접합이 추가됩니다. 테스트 벤치 및 짧은 확장의 경우 동일한 주파수 및 전력 등급에 맞는 고품질 어댑터를 사용하십시오. 무손실 기계 부품으로 취급하지 마십시오.

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1kW가 1kW를 유지하는지 여부를 결정하는 설치 세부 사항

대부분의 고전력 커넥터 오류는 설계가 아닌 조립부터 시작됩니다. 중앙 핀은 중앙에 위치해야 하고, 유전체는 깨끗해야 하며, 케이블 준비는 커넥터 도면과 일치해야 하며, 토크는 올바른 표면에 적용되어야 합니다. 느슨한 커플링 너트는 접촉 저항을 높입니다. 너트에 과도한 토크를 가하면 인터페이스가 변형되고 유전체가 손상될 수 있습니다.

보정된 토크 렌치를 사용하고 제조업체의 결합 순서를 따르고 커넥터가 굽힘 하중을 받지 않도록 케이블을 지지하십시오. 실외 인클로저의 경우 커넥터가 해당 밀봉 방법에 맞게 설계되지 않은 한 커넥터 결합면이 아닌 케이블 입구를 밀봉하십시오. 결합 후 커플링이 완전히 맞물리고 패널 개스킷이 고르게 압축되었는지 확인하십시오.

• 게이지 한계 내의 중심 접촉 깊이.
• 유전체 칩, 금속 버 또는 도금 긁힘이 없습니다.
• 데이터시트 값으로 설정된 커플링 토크.
• 커넥터 본체와 독립적인 케이블 스트레인 릴리프.
• 최대 전력 이전에 작동 대역에서 VSWR을 스윕합니다.

단계별 결합 및 토크 순서는 다음을 참조하세요. RF 동축 커넥터 설치 가이드 .

커밋하기 전 테스트 및 확인

고전력 커넥터는 구성 요소로서뿐만 아니라 시스템 수준에서도 검증되어야 합니다. 작동 대역 전체에 걸쳐 VSWR 및 삽입 손실 스윕을 실행하고, 부하가 걸린 상태에서 열화상으로 조립된 조인트를 검사하고, 열 주기 후에 측정을 반복합니다. 밀폐형 또는 실외 장치의 경우 설계에 필요한 경우 절연 저항 및 누출 테스트를 추가하십시오.

1. 작동 주파수와 밴드 가장자리에서 VSWR과 삽입 손실을 측정합니다.
2. 일치하는 부하로 정격 평균 전력을 적용한 다음 최악의 VSWR로 반복합니다.
3. 열화상을 사용하여 중앙 접점, 케이블 연결부 및 어댑터 인터페이스에서 핫스팟을 찾습니다.
4. 결합 주기 점검을 수행하고 테스트 후 도금 및 유전체를 검사하십시오.
5. 결과를 추적할 수 있도록 토크, 주변 온도 및 테스트 기간을 기록하십시오.

커넥터가 25°C 및 낮은 VSWR에서만 통과하는 경우 아직 고전력 설계가 아닙니다. 허용 기준은 인클로저 온도, 고도 및 현장에서 볼 수 있는 불일치와 일치해야 합니다.

자주 묻는 질문