소형 RF 커넥터: 유형, 주파수 제한 및 선택에 대한 가이드

28GHz 위상 배열 보드를 배치하고 있으며 모듈 사이의 공간은 거의 5mm입니다. 표준 N형 커넥터는 맞지 않으며 부적절하게 선택된 작은 커넥터는 0.3dB의 손실과 안테나 패턴을 방해하는 반사를 추가할 수 있습니다. 결론은 직접적이다: 소형 RF 커넥터는 단지 큰 커넥터의 작은 버전이 아닙니다. 이는 자체 주파수 제한, 결합 메커니즘 및 신뢰성 제약 조건을 갖춘 정밀 인터페이스입니다. 이 가이드에서는 소형 RF 커넥터로 간주되는 요소, 일반적인 유형 비교 방법, 선택 시 가장 중요한 사양에 대해 설명합니다.

소형 RF 커넥터로 간주되는 것은 무엇입니까?

RF 엔지니어링에서는 "미니어처"가 느슨하게 사용됩니다. 일반적으로 외부 도체 직경이 약 10mm 미만이고 1GHz 이상의 주파수용으로 설계된 커넥터 제품군을 나타냅니다. 이 그룹에는 SMA, SMP, SMPM, 2.4mm, 1.85mm 및 1.0mm 인터페이스가 포함됩니다. 일부 공급업체는 더 작은 버전을 "초소형" 또는 "초소형"이라고 부르기도 하지만 이러한 범주 사이에 보편적인 경계는 없습니다.

핵심은 제어된 임피던스를 희생하지 않고 소형 모듈을 제공하기 위해 소형 커넥터가 개발되었습니다. — 일반적으로 50옴. 예를 들어 SMA는 1960년대에 동축 케이블용 준정밀 인터페이스로 도입되었습니다. 이는 테스트 장비 및 RF 보드의 사실상 표준이 되었습니다. 2.4mm 및 1.85mm와 같은 후속 세대에서는 50Ω 환경을 유지하면서 주파수 제한을 밀어냈고, 1.0mm는 이제 100GHz 이상의 밀리미터파 범위에 도달합니다.

소형 커넥터 유형 비교

선택하기 전에 주파수 상한, 커플링 스타일 및 물리적 크기별로 일반적인 소형 인터페이스를 비교하십시오. 아래 표에는 일반적인 등급이 요약되어 있습니다. 실제 성능은 케이블 유형, 재료 품질 및 조립에 따라 달라집니다.

표 1: 일반적인 산업 사양을 기반으로 한 일반적인 소형 RF 커넥터 특성.
인터페이스	주파수 범위(GHz)	커플링	외부 도체 직경(mm)	일반적인 사용
SMA	0~18(일부~27)	스레드	4.1	테스트 포트, 모듈, 안테나
SMP	0~40	스냅온	3.2	컴팩트한 블라인드 메이트 보드
SMPM	0~65	스냅온	2.5	고밀도 밀리미터파
2.4mm	0~50	스레드	5.2	광대역 테스트 및 장비
1.85mm	0~67	스레드	4.3	밀리미터파 모듈
1.0mm	0~110	스레드	2.6	THz 미만 및 5G 연구

그림 1: 일반적인 소형 RF 커넥터 인터페이스의 일반적인 최대 주파수 정격.

이 비교를 통해 모양이나 가용성만으로 선택하는 것이 위험한 이유를 알 수 있습니다. SMA 커넥터는 6GHz에서는 완벽하게 안정적이지만 24GHz에서는 허용되지 않을 수 있습니다. 40GHz 이상에서 작동하는 보드의 경우 SMPM, 1.85mm 또는 1.0mm가 필요합니다. 블라인드 결합 기판 간 연결의 경우 SMP는 스레드 유형에 비해 설치 공간이 더 작지만 스냅온 설계는 삽입력이 낮고 내구성 프로필이 다릅니다.

올바른 소형 RF 커넥터를 선택하는 방법

주파수 계획부터 시작한 다음 물리적 공간, 조립 프로세스를 차례로 진행합니다. 이 순서는 PCB를 먼저 장착하고 나중에 커넥터의 주파수 제한이 너무 낮다는 것을 발견하는 일반적인 실수를 방지합니다.

가장 중요한 전기 사양

주파수 범위: VSWR 마진을 허용하려면 상한이 최고 작동 주파수보다 최소 20% 높은 커넥터를 선택하십시오.
임피던스: 거의 모든 소형 RF 커넥터는 50Ω입니다. 75Ω 비디오 시스템으로 작업하는 경우 전용 75Ω SMA 호환 유형을 사용하십시오. 중앙 핀 직경이 다릅니다.
VSWR 및 삽입 손실: 해당 주파수에서 최대값이 아닌 일반적인 값을 살펴보세요. 18GHz 등급의 커넥터는 특정 공진에서 여전히 VSWR 스파이크를 나타낼 수 있습니다.
광대역 평탄도: 테스트 장비의 경우 1.85mm 또는 2.4mm 커넥터는 10GHz 이상의 주파수에서 SMA보다 더 평탄한 응답을 제공합니다.

기계 및 설치 요소

나사식 커플링(SMA, 2.4mm, 1.85mm)은 진동 시 안정적인 연결을 제공하지만 토크 제어가 필요합니다. 스냅온 커플링(SMP, SMPM)은 보드 공간을 절약하고 조립 속도를 높이지만 충격으로 인해 커넥터가 분리되지 않도록 고정 설계가 필요합니다. PCB 장착 소형 커넥터의 경우 런치 형상을 확인하십시오. 접지면 간격, 비아 패턴 및 론치 주변의 유전체 재료가 실제 반사 손실을 결정합니다. 더 나은 커넥터로 변경한다고 해서 잘못된 실행 문제를 해결할 수는 없습니다.

예를 들어 밀도가 높은 5G 어레이와 같이 컴팩트한 메트릭이 중요한 경우 적절하게 선택된 SMA 커넥터는 성숙하고 비용 효율적인 선택입니다. 많은 제조업체가 금도금 접점과 부동태화 스테인리스강 본체를 갖춘 SMA를 공급합니다.

SMA RF Coaxial Connector for Dense 5G Arrays

고밀도 5G 어레이용 SMA RF 동축 커넥터 이 완성된 스레드형 SMA 커넥터는 50Ω 임피던스와 금도금 접점을 사용하여 DC~26.5GHz에서 작동합니다. 컴팩트한 크기와 검증된 신뢰성 덕분에 공간이 제한된 마이크로파 시스템에 비용 효율적인 선택이 됩니다. 제품보기 →

환경 및 수명 요인

시스템이 습하거나 부식성 환경에서 작동하는 경우 밀봉된 인터페이스를 고려하십시오. SMP 및 SMPM은 습기와 오염을 차단하는 밀봉 버전으로 제공됩니다. 높은 고도 또는 진공 응용 분야의 경우 압력 경계를 유지하려면 유리로 밀봉된 피드스루가 필요합니다. 일반 실내 장비에서는 표준 커넥터로 충분할 수 있지만 유전체 재료(일반적으로 PTFE, 정격 -65°C ~ 165°C)의 온도 범위를 확인하세요.

밀리미터파 연구 또는 계측의 경우 SMA에 비해 반복 가능한 성능과 낮은 분산으로 인해 더 높은 비용의 1.85mm 커넥터가 정당화될 수 있습니다.

1.85mm High-Frequency RF Coaxial Connector for Millimeter-Wave Use

밀리미터파용 1.85mm 고주파 RF 동축 커넥터 낮은 분산 및 반복 가능한 성능으로 DC~67GHz 범위를 제공하는 이 소형 커넥터는 밀리미터파 주파수에서 신호 무결성이 중요한 정밀 계측 및 연구 응용 분야에 적합합니다. 제품보기 →

실제 응용 프로그램 및 환경 고려 사항

소형 RF 커넥터는 네 가지 주요 영역에 나타납니다.

5G/6G 기지국 및 안테나 어레이: SMP 및 SMPM 커넥터는 능동 안테나 장치에서 블라인드 결합 보드 간 연결을 지원하여 케이블 하네스를 최소화합니다.
테스트 및 측정 장비: 2.4mm 및 1.85mm 커넥터는 최대 50GHz 및 67GHz의 모드 프리 작동을 제공하여 정확한 S-파라미터 측정을 가능하게 합니다.
항공우주 및 방위 전자: 밀봉된 SMP/SMPM 커넥터는 고도 및 습도 변화로부터 민감한 모듈을 보호합니다.
의료 기기: 소형 커넥터는 이미징을 위한 고주파 신호를 전달하면서 프로브를 작고 가볍게 유지하는 데 도움이 됩니다.

Hermetically Sealed SMP Connector for Harsh Environments

열악한 환경을 위한 밀봉된 SMP 커넥터 Kovar 합금과 고온 유리 유전체를 사용하는 이 SMP 커넥터는 습기와 가스에 대한 밀폐 장벽을 제공합니다. 작고 가벼운 디자인으로 밀폐형 또는 고신뢰성 응용 분야에서 고밀도 실장을 지원합니다. 제품보기 →

열악한 환경에서는 씰링을 나중에 고려하지 않아도 됩니다. 에이 밀봉된 커넥터는 유리 또는 세라믹을 사용하여 중앙 도체를 분리합니다. 하우징에서 가스 및 습기 이동을 방지합니다. 이것이 바로 동일한 커넥터 시리즈가 유리-금속 밀봉 포함 여부에 따라 매우 다른 신뢰성 등급을 가질 수 있는 이유입니다.

그림 2: 내부 도체, 유전체 및 외부 셸을 보여주는 소형 RF 커넥터의 단순화된 등각 투영 뷰입니다.

이러한 환경에서는 실제 케이블이나 PCB 런치를 사용하여 커넥터를 테스트하십시오. 반강체 케이블이 있는 벤치에서 잘 작동하는 커넥터는 접지 전류 누출 및 필드 형상으로 인해 유연한 케이블에서 다르게 작동할 수 있습니다.

소싱 및 품질 위험

소형 RF 커넥터를 구입하는 것은 카탈로그에서 하드웨어를 구입하는 것과 다릅니다. 도금 두께, 중앙 핀 모따기 및 쉘 경도의 작은 변화는 결합 내구성 및 상호 변조 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 저가형 커넥터의 일반적인 실패 모드는 니켈 위에 얇은 금이 있는 황동 본체입니다. 반복된 결합 주기 후에 금이 마모되고 니켈이 산화되어 접촉 저항이 증가합니다.

공급업체를 평가할 때 ISO 9001, 내부 가공 및 도금 기능, 문서화된 검사 보고서 등 프로세스 제어에 대한 증거를 찾으십시오. 자체 작업장을 갖춘 제조업체는 무역 회사보다 공차를 더 잘 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 닝보 한손 통신 기술 중국 닝보에 위치한 제조업체인 는 기계가공, 도금, 조립 작업장을 운영하고 있으며 45개 이상의 특허를 보유하고 있다고 밝혔습니다. 커넥터가 세척 또는 염무를 견뎌야 하는 경우 도금 두께와 씰이 헬륨 질량 분석법으로 테스트되는지 여부를 구체적으로 문의하십시오.

데이터시트뿐만 아니라 귀하의 작동 주파수에 따른 "커넥터 간" VSWR 테스트 보고서를 요청하세요. 일치하는 케이블과 적절한 토크로 생성된 보고서는 조립 일관성을 나타냅니다. 단순한 배치 기록이라도 도금이나 가공의 변화를 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다.

설치 후 청소 및 유지 관리도 중요합니다. 유전체 주변의 작은 공극이 오염에 더 민감하기 때문에 먼지와 플럭스 잔류물은 소형 커넥터의 삽입 손실을 변화시킬 수 있습니다. 신뢰성이 높은 모듈은 정기적인 점검을 권장합니다.

자주 묻는 질문

SMA, SMP 및 SMPM 커넥터의 차이점은 무엇입니까?

SMA는 최대 18/27GHz 정격의 스레드형 준정밀 커넥터입니다. SMP는 최대 40GHz의 소형 블라인드 결합 연결을 위해 스냅온 인터페이스를 사용합니다. SMPM은 SMP보다 작고 스냅온 방식이며 밀리미터파 모듈의 경우 최대 65GHz 정격입니다.

소형 RF 커넥터는 항상 50Ω입니까?

대부분의 소형 RF 커넥터는 50Ω이지만 비디오 및 방송용으로 75Ω 버전이 존재합니다. 어댑터 없이는 50Ω과 75Ω 커넥터를 혼합할 수 없습니다. 중앙 핀 직경과 유전체 치수가 다릅니다.

정격 주파수보다 높은 소형 커넥터를 사용할 때 VSWR이 증가하는 이유는 무엇입니까?

정격 주파수 이상에서는 고차 모드가 커넥터 캐비티에서 전파되기 시작합니다. 임피던스가 더 이상 균일하지 않으므로 반사가 증가합니다. 주파수 한도가 더 높은 커넥터(예: SMA 대신 2.4mm)를 사용하면 이 문제를 피할 수 있습니다.

소형 RF 커넥터를 PCB에 직접 납땜할 수 있습니까?

예, 하지만 PCB 론칭은 신중하게 설계되어야 합니다. 제어된 임피던스, 접지 비아 간격, 솔더 페이스트 볼륨 모두 반사 손실에 영향을 미칩니다. 10GHz 이상의 주파수에서는 발사 시뮬레이션을 권장합니다.

밀봉된 RF 커넥터에는 특별한 취급이 필요합니까?

밀봉된 커넥터는 외부 압력과 습도를 처리할 수 있지만 납땜 중에 정격 토크나 온도를 초과하지 마십시오. 고르지 않게 가열하면 유리 씰이 깨질 수 있습니다.

소형 RF 커넥터의 수명을 어떻게 연장합니까?

나사형 유형에 맞는 토크 렌치를 사용하고 결합 표면을 깨끗하게 유지하며 결합 주기 수를 최소화하십시오. 스냅온 유형의 경우 리테이닝 핑거의 피로 여부를 정기적으로 검사하십시오.

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