eng
Выпуск #4/2016
К.Джуринский, А.Сотников
Продукция тайваньских компаний на российском рынке обзор соединителей миллиметрового диапазона
Продукция тайваньских компаний на российском рынке обзор соединителей миллиметрового диапазона
Просмотры: 3261
Миллиметровый диапазон длин волн все шире применяется в системах широкополосной и межспутниковой связи, в военной технике, в охранных системах и медицине. Для этих систем создана соответствующая элементная база. В статье рассмотрены особенности соединителей миллиметрового диапазона с предельной частотой 30–110 ГГц ведущих компаний Тайваня.
С
оздавать соединители миллиметрового диапазона длин волн (мм-диапазона) начали в середине 1970-х годов. Усилиями прежде всего американских компаний за прошедшие с того времени более 40 лет соединители достигли предельной частоты
110 ГГц и заняли свое место среди других компонентов миллиметрового диапазона [1]. К соединителям мм-диапазона предъявляются жесткие требования по широкополосности, КСВн, уровню потерь, экранному затуханию и надежности. Выполнение этих требований возможно только при повышенных точности и воспроизводимости размеров, качестве покрытия соединителей и применении новых материалов. Производители соединителей мм-диапазона – это, как правило, высокотехнологичные компании. В их числе Amphenol, SV Microwave, TE Connectivity, Molex и ряд других компаний США, Radiall (Франция), Rosenberger (Германия), Huber+Suhner (Швейцария).[1]
За последние несколько десятилетий выпуск соединителей мм-диапазона освоили и компании Юго-Восточной Азии, прежде всего Тайваня, чья продукция представляет определенный интерес, так как в нашей стране большинство ее видов не производится, импортозамещение в ближайшие годы вряд ли возможно, а действующие санкции препятствуют приобретению американских и европейских соединителей.
Тайваньские компании – производители соединителей мм-диапазона
В Тайване многие компании производят радиочастотные соединители. Одни имеют скромный уставный капитал и насчитывают от шести до 50 сотрудников, в частности, Cosmtec Resources Co., Ltd., Wellshow Technology Co., Ltd., Wan Chin Industrial Co., Ltd. Наряду с ними, соединители практически всех основных типов, включая продукцию мм-диапазона, отвечающую требованиям международных стандартов, выпускают и такие известные компании, как Chin Nan Precision Electronics Co., Ltd., Bo-Jiang Technology Co., Ltd., Jyebao Co. Ltd., Frontlynk Technologies Inc., Huang Liang Technologies Co., Ltd.
Jyebao Co. Ltd. (Jyebao), www.jyebao.com.tw – компания с замкнутым циклом производства, основанная в 1957 году, имеет более чем полувековой опыт производства радиочастотных соединителей (более 2 тыс. наименований), адаптеров (более 400), включая соединители мм-диапазона с предельной частотой 40 ГГц, и большого количества разных кабельных сборок. Jyebao сертифицирована по стандартам ISO 14001 (2004 год) и ISO 9001 (2008 год).
Chin Nan Precision Electronics Co., Ltd. (Chin Nan), www.chinnan.com.tw – основана в 1965 году, количество сотрудников 51–200. Компания имеет полувековой опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок, сертифицирована по стандарту ISO 9001 (1999 год). С 2004 года Chin Nan выпускает соединители с предельной частотой 40 ГГц.
Bo-Jiang Technology Co., Ltd. (Bo-Jiang), www.bojiang.com.tw –основана в 1992 году, имеет более чем 20-летний опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок большинства основных типов, сертифицирована по стандартам ISO 9001 и ISO 14001. В 2008–2010 годах компания освоила производство соединителей с предельными частотами до 110 ГГц.
Frontlynk Technologies Inc. (Frontlynk), www.frontlynk.com – основана в 1992 году, количество сотрудников 101–500, в 2003 году сертифицирована по стандарту
ISO 9001. В 2009–2010 годах компания освоила производство соединителей с предельными частотами 33…110 ГГц.
Huang Liang Technologies Co., Ltd. (Huang Liang), www.thlp.com.tw – основана в 1986 году, сертифицирована по стандарту ISO 9001 в 2000 году. Компанией Huang Liang накоплен большой опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок. Малоизвестная в нашей стране компания Huang Liang выпускает соединители и адаптеры основных типов, в том числе различные модификации соединителя 2.92 mm (K) с предельной частотой 40 ГГц (рис.1).
В отличие от других тайваньских и китайских компаний Huang Liang на своем сайте приводит достаточно подробную информацию о выпускаемых соединителях.
Основные типы
соединителей мм-диапазона
Созданы следующие соединители мм-диапазона с предельной частотой от 30 до 110 ГГц: 3.5 mm, 2.92 mm, 2.4 mm, 1.85 mm и 1.0 mm. Название соединителя отражает величину диаметра наружного проводника его воздушной коаксиальной линии (табл.1) [1].
Для повышения предельной частоты потребовалось уменьшить размеры коаксиальной линии соединителей и перейти с линии, заполненной твердым диэлектриком, на воздушную линию.
Разработаны следующие модификации соединителей мм-диапазона (рис.2).
Коаксиально-микрополосковые переходы (КМПП) – Field replaceable connectors (соединители, заменяемые в полевых условиях): вилка со стандартным прямоугольным фланцем (рис.2а), вилка со стандартным квадратным фланцем (рис.2б), розетка с прямоугольным фланцем стандартным (рис.2в) и укороченным (рис.2г), розетка с квадратным фланцем (рис.2д). КМПП применяют в сочетании с СВЧ-вводом, центральный проводник которого соединяется с микрополосковой линией.
Герметичные металлостеклянные СВЧ-вводы с диаметром центрального проводника 0,3, 0,46, 0,51 и 0,91 мм (рис.2е).
Концевые выводы энергии (End Launch) для установки на печатные платы: вилка (рис.2ж) и розетка (рис.2з).
Кабельные соединители под полужесткий кабель: вилка прямая (Strait cable plug/male) – рис.2и1, 2и2; розетка прямая (Strait cable jack/female) – рис.2к; вилка угловая (Right angle cable plug/male) – рис.2л; проходные (Bulkhead) розетки – рис.2м, 2н; фланцевые панельные розетки: с прямоугольным фланцем – рис.2о1, с квадратным фланцем – рис.2о2.
Адаптеры внутрисерийные (Within series adaptors): прямой вилка–вилка (рис.2п), угловой (рис.2р), вилка–розетка (рис.2с), розетка–розетка (рис.2т).
Адаптеры межсерийные (Between series adaptors) для сочетания соединителей вилка и розетка с соединителями вилка и розетка других типов.
Материалы и покрытия
соединителей мм-диапазона
Корпуса соединителей изготовлены чаще всего из пассивированной нержавеющей стали, гнездовые контакты – из бериллиевой бронзы с золотым покрытием. Состав покрытия: золото толщиной 0,5–1,0 мкм по подслоям гальванического или химического никеля толщиной 1,25–2,0 мкм и меди толщиной 0,5–1,25 мкм. Настораживает явная тенденция экономии золота. Для надежной пайки и сварки толщина золотого покрытия должна быть не менее 2 мкм. Кроме того, при многократных соединениях и рассоединениях возможно истирание тонкого золотого покрытия.
Так как соединители мм-диапазона выполняют с воздушной коаксиальной линией, центральный проводник крепится при помощи опорной диэлектрической шайбы. Конструкция и свойства используемого диэлектрика имеют большое значение для получения оптимальных значений КСВн и потерь соединителя. Тайваньские компании не применяют в соединителях традиционный диэлектрик PTFE (фторопласт), а используют следующие диэлектрические материалы: PEEK, PPO,
Ultem 1000, Torlon 4203 PAI, Rexolite 1422 [2].
PEEK (Polyetheretherketone, полиэфирэфиркетон) – полимер с частично кристаллической структурой, имеющий высокую прочность, химическую и радиационную стойкость. Относительная диэлектрическая проницаемость (ε) – 3,2, тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) – (1–3) ∙ 10–3, электрическая прочность – 20–24 кВ/мм, допустимая доза облучения – более 1 000 Мрад, температура длительной эксплуатации от –40 до 260°С, кратковременного нагрева – до 350°С.
PPO (Polyphenylene oxide, полифениленоксид) – аморфный, химически стойкий термопластичный полимер с ε = 2,7, tg δ = (4–8) ∙ 10–4 и электрической прочностью 16–20 кВ/мм. Температура длительной эксплуатации 120°С. Термическая стабильность PPO ниже, чем у PEEK.
Ultem 1000 (Polyetherimide, PEI, полиэфиримид) – аморфный термопластичный полимер янтарно-желтого цвета с ε = 3,15–3,30, tg δ = (13–16) ∙ 10–4 и электрической прочностью 20–24 кВ/мм. Допустимая доза облучения – до 500 Мрад, температура длительной эксплуатации 170°С.
Torlon 4203/PAI (Полиамид-имид) – прочный полимер желто-зеленого цвета, стойкий к воздействию химических агрессивных сред и радиации с ε = 3,9, tg δ = 3 ∙ 10–2, электрической прочностью 24 кВ/мм. Допустимая доза облучения – до 5 000 Мрад, температура длительной эксплуатации 250°С. Благодаря хорошей обрабатываемости, термостойкости и размерной стабильности этот материал применяют в производстве прецизионных деталей.
Rexolite 1422 (Polysteren, полистерен) – полимер, разработанный для применения в СВЧ-технике. В ГГц-диапазоне частот ε = 2,4–2,6, tg δ = 7 ∙ 10–4. Электрическая прочность – 24 кВ/мм, допустимая доза облучения – до 1 000 Мрад, температура длительной эксплуатации: –60...100°С.
Применение этих материалов, по-видимому, обусловлено возможностью изготавливать диэлектрические шайбы методом литья под давлением непосредственно в корпусе соединителя. Кроме того, соединители с шайбами из диэлектриков, допускающих высокую дозу облучения (для сравнения у фторопласта эта доза менее 0,5 Мрад), имеют повышенную радиационную стойкость.
Различие диэлектрических свойств приведенных материалов, очевидно, должно приводить к разной внутренней геометрии соединителей одного и того же типа, выпускаемых разными компаниями, и, как следствие, к отличию параметров согласования.
Соединители типа 3.5 mm
Эти соединители, первые в классе соединителей мм-диапазона, были разработаны для применения в радиоизмерительной аппаратуре с повышенными требованиями к прецизионности измерений и надежности. Теоретическая предельная частота воздушной коаксиальной линии 3,5/1,52 мм равна 38,8 ГГц, однако максимальная частота применения не превышает 34 ГГц. Соединители 3.5 mm совместимы с соединителями SMA и 2.92 mm. Модификации соединителя 3.5 mm производства тайваньских компаний представлены в табл.2.
Межсерийные адаптеры выпускают компании:
• Bo Jiang. 33J35JNS5: 1.85 mm розетка–3.5 mm розетка; 33J35PNS5: 1.85 mm розетка–3.5 mm вилка; 33P35JNS5: 1.85 mm вилка–3.5 mm розетка; 33P35PNS5: 1.85 mm вилка–3.5 mm вилка; 34J35JNS5SRA01B: 2.4 mm розетка–3.5 mm розетка; 34P35PNS5SRA01B:
2.4 mm вилка–3.5 mm вилка.
• Jyebao. 21 модификация: 3.5 mm вилка и розетка – соединители 1.85 mm, 2.4 mm, 2.92 mm, N, PC7, SMA розетка и вилка.
Кабельные соединители и адаптеры 3.5 mm предназначены для применения в радиоизмерительной аппаратуре. Они обеспечивают более 1 000 соединений и рассоединений без ухудшения параметров. Применение же КМПП не представляет большого интереса, так как для этой цели надежнее использовать соединители SMA 27 (с предельной частотой 27 ГГц) и 2.92 mm (с предельной частотой 40 ГГц).
Соединители типа 2.92 mm (K-соединители)
Соединитель 2.92 mm (или К-соединитель) – это первый радиочастотный соединитель, нашедший эффективное применение в изделиях микроэлектроники. Второе название соединителя возникло из-за того, что он перекрывает Ka-область частот (26–40 ГГц). Этот соединитель в сочетании с СВЧ-вводом особенно ценен в качестве сверхвысокочастотного КМПП для передачи сигнала с микрополосковой линии на радиочастотный кабель в герметизированных изделиях микроэлектроники. Присоединительные и установочные размеры соединителей 2.92 mm регламентированы международными стандартами MIL-С-39012 и MIL-STD-348.
Соединители 2.92 mm выпускают пять тайваньских компаний (табл.3).
В диапазоне частот 0–40 ГГц КСВн всех внутрисерийных адаптеров – 1,2 макс., потери 0,04√—f, дБ, где f – частота, ГГц. Компании выпускают также межсерийные адаптеры.
Jyebao: 24 модификации: 2.92 mm вилка и розетка – соединители 1.85 mm, SMP, SMPM и 3,5 mm розетка и вилка.
Chin Nan: 51-17-T/RGG – 2.92 mm розетка–SMP вилка; 51-18-T/RGG – 2.92 mm розетка–SMP розетка; 51-19-T/RGG – 2.92 mm вилка–SMP вилка; 51-20-T/RGG – 2.92 mm вилка–SMP розетка.
Huang Liang: № 129-A010-2.92 mm розетка–2.4 mm розетка; № 129-A020-2.92 mm розетка–2.4 mm вилка; № 129-A030-2.92 mm вилка–2.4 mm розетка; № 129-A040-2.92 mm вилка–2.4 mm вилка; № A729-A080-2.92 mm розетка–SSMP розетка.
Соединитель 2.92 mm не является прецизионным и не предназначен для применения в измерительной аппаратуре СВЧ-диапазона.
Соединители типа 2.4 mm
Соединители 2.4 mm c предельной частотой 50 ГГц применяют при создании широкополосной радиоизмерительной аппаратуры, а также в изделиях СВЧ-микроэлектроники на монолитных интегральных схемах. В ряде случаев эти соединители служат альтернативой волноводам. Номенклатура соединителей 2.4 mm приведена в табл.4.
Компания Jyebao выпускает также 36 межсерийных адаптеров: 2.4 mm, вилка и розетка, соединители розетка и вилка: 3.5 mm, 2.92 mm, 1.85 mm, SMA, N, PC7, SMP, SMPM.
Соединители типа 1.85 mm
Соединитель 1.85 mm называют еще V-соединителем, так как он перекрывает V-диапазон частот (50–75 ГГц). Чем выше предельная частота, тем беднее номенклатура выпускаемых соединителей и меньше компаний-изготовителей. Соединители 1.85 mm производят только две компании – Frontlynk и Bo-Jiang (табл.5).
Компания Bo-Jiang выпускает также 15 межсерийных адаптеров 1.85 mm вилка и розетка – соединители розетка и вилка 3.5 mm; 2.92 mm; 2.4 mm: 33J34PNS5SRA01B – 1.85 mm розетка–2.4 mm вилка и 33P34PNS5SRA01B – 1.85 mm вилка–2.4 mm розетка; 1.0 mm; SMPM. Кроме того, по две модификации внутрисерийных и межсерийных адаптеров производит компания Chin Nan: 66-01-UGX: 1.85 mm вилка–1.85 mm вилка; 66-02-UGX: 1.85 mm розетка–1.85 mm розетка; 66-01-UGX: 1.85 mm вилка–SMPM вилка и 66-02-UGX: 1.85 mm вилка–SMPM розетка.
Соединители 2.4 mm, 1.85 mm и 1.0 mm совместимы между собой, так как имеют одну и ту же резьбу на корпусе – М7 × 0,75.
Соединители типа 1.0 mm
Соединители 1.0 mm с предельной частотой 110 ГГц – в настоящее время – самые высокочастотные и самые дорогостоящие соединители в мире. Цена одного изделия достигает 1 000 долл. Соединители 1.0 mm компании Frontlynk показаны на рис.3. Эту продукцию выпускают только компании Frontlynk и Bo-Jiang (табл.6).
Компания Bo-Jiang выпускает и межсерийные адаптеры: 10P33PNS5SQA01B: 1.0 mm вилка–1.85 mm вилка; 10J33JNS5SQA01B: 1.0 mm розетка–1.85 mm розетка; 10J33PNS5SQA01B: 1.0 mm розетка–1.85 mm вилка; 10P33JNS5SQA01B: 1.0 mm вилка–1.85 mm розетка. Соединители 1.0 mm этой компании показаны на рис.4.
Тайваньские компании производят также разнообразные кабельные сборки, в том числе измерительные фазостабильные. Однако оценить их качество не представляется возможным из-за нехватки предоставляемой информации.
* * *
Ведущие тайваньские компании производят большинство типов и модификаций соединителей мм-диапазона с предельной частотой от 30 до 110 ГГц. Однако информации о выпускаемых соединителях, как правило, недостаточно. Заявление компаний "о высокой механической стабильности и отличной повторяемости параметров" соединителя – не более чем реклама, целесообразно запрашивать у производителя необходимую информацию. В случае приобретения соединителей
мм-диапазона из Тайваня необходимо знать требования к их основным параметрам в соответствии с международными стандартами (табл.7) [1].
Проведенный анализ позволяет предположить, что во многих случаях соединители мм-диапазона из Тайваня могут успешно конкурировать с аналогами американских и европейских производителей по параметрам и при этом обходятся дешевле.
ЛИТЕРАТУРА
1. Джуринский К.Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры / Под ред. д. т.н. Борисова А.А. – СПб: Изд-во ЗАО "Медиа Группа Файнстрит", 2014.
2. Прокимов А., Джуринский К., Кузнецов Р. Кабельные сборки СВЧ-диапазона. Назначение, классификация, особенности применения // Компоненты и технология. 2015. № 5. С. 18–22.
--------------------------------------------------------------------------------
[1] 1 kbd.istok@mail.ru.
2 tuluslat@gmail.com.
оздавать соединители миллиметрового диапазона длин волн (мм-диапазона) начали в середине 1970-х годов. Усилиями прежде всего американских компаний за прошедшие с того времени более 40 лет соединители достигли предельной частоты
110 ГГц и заняли свое место среди других компонентов миллиметрового диапазона [1]. К соединителям мм-диапазона предъявляются жесткие требования по широкополосности, КСВн, уровню потерь, экранному затуханию и надежности. Выполнение этих требований возможно только при повышенных точности и воспроизводимости размеров, качестве покрытия соединителей и применении новых материалов. Производители соединителей мм-диапазона – это, как правило, высокотехнологичные компании. В их числе Amphenol, SV Microwave, TE Connectivity, Molex и ряд других компаний США, Radiall (Франция), Rosenberger (Германия), Huber+Suhner (Швейцария).[1]
За последние несколько десятилетий выпуск соединителей мм-диапазона освоили и компании Юго-Восточной Азии, прежде всего Тайваня, чья продукция представляет определенный интерес, так как в нашей стране большинство ее видов не производится, импортозамещение в ближайшие годы вряд ли возможно, а действующие санкции препятствуют приобретению американских и европейских соединителей.
Тайваньские компании – производители соединителей мм-диапазона
В Тайване многие компании производят радиочастотные соединители. Одни имеют скромный уставный капитал и насчитывают от шести до 50 сотрудников, в частности, Cosmtec Resources Co., Ltd., Wellshow Technology Co., Ltd., Wan Chin Industrial Co., Ltd. Наряду с ними, соединители практически всех основных типов, включая продукцию мм-диапазона, отвечающую требованиям международных стандартов, выпускают и такие известные компании, как Chin Nan Precision Electronics Co., Ltd., Bo-Jiang Technology Co., Ltd., Jyebao Co. Ltd., Frontlynk Technologies Inc., Huang Liang Technologies Co., Ltd.
Jyebao Co. Ltd. (Jyebao), www.jyebao.com.tw – компания с замкнутым циклом производства, основанная в 1957 году, имеет более чем полувековой опыт производства радиочастотных соединителей (более 2 тыс. наименований), адаптеров (более 400), включая соединители мм-диапазона с предельной частотой 40 ГГц, и большого количества разных кабельных сборок. Jyebao сертифицирована по стандартам ISO 14001 (2004 год) и ISO 9001 (2008 год).
Chin Nan Precision Electronics Co., Ltd. (Chin Nan), www.chinnan.com.tw – основана в 1965 году, количество сотрудников 51–200. Компания имеет полувековой опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок, сертифицирована по стандарту ISO 9001 (1999 год). С 2004 года Chin Nan выпускает соединители с предельной частотой 40 ГГц.
Bo-Jiang Technology Co., Ltd. (Bo-Jiang), www.bojiang.com.tw –основана в 1992 году, имеет более чем 20-летний опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок большинства основных типов, сертифицирована по стандартам ISO 9001 и ISO 14001. В 2008–2010 годах компания освоила производство соединителей с предельными частотами до 110 ГГц.
Frontlynk Technologies Inc. (Frontlynk), www.frontlynk.com – основана в 1992 году, количество сотрудников 101–500, в 2003 году сертифицирована по стандарту
ISO 9001. В 2009–2010 годах компания освоила производство соединителей с предельными частотами 33…110 ГГц.
Huang Liang Technologies Co., Ltd. (Huang Liang), www.thlp.com.tw – основана в 1986 году, сертифицирована по стандарту ISO 9001 в 2000 году. Компанией Huang Liang накоплен большой опыт производства радиочастотных соединителей, адаптеров и кабельных сборок. Малоизвестная в нашей стране компания Huang Liang выпускает соединители и адаптеры основных типов, в том числе различные модификации соединителя 2.92 mm (K) с предельной частотой 40 ГГц (рис.1).
В отличие от других тайваньских и китайских компаний Huang Liang на своем сайте приводит достаточно подробную информацию о выпускаемых соединителях.
Основные типы
соединителей мм-диапазона
Созданы следующие соединители мм-диапазона с предельной частотой от 30 до 110 ГГц: 3.5 mm, 2.92 mm, 2.4 mm, 1.85 mm и 1.0 mm. Название соединителя отражает величину диаметра наружного проводника его воздушной коаксиальной линии (табл.1) [1].
Для повышения предельной частоты потребовалось уменьшить размеры коаксиальной линии соединителей и перейти с линии, заполненной твердым диэлектриком, на воздушную линию.
Разработаны следующие модификации соединителей мм-диапазона (рис.2).
Коаксиально-микрополосковые переходы (КМПП) – Field replaceable connectors (соединители, заменяемые в полевых условиях): вилка со стандартным прямоугольным фланцем (рис.2а), вилка со стандартным квадратным фланцем (рис.2б), розетка с прямоугольным фланцем стандартным (рис.2в) и укороченным (рис.2г), розетка с квадратным фланцем (рис.2д). КМПП применяют в сочетании с СВЧ-вводом, центральный проводник которого соединяется с микрополосковой линией.
Герметичные металлостеклянные СВЧ-вводы с диаметром центрального проводника 0,3, 0,46, 0,51 и 0,91 мм (рис.2е).
Концевые выводы энергии (End Launch) для установки на печатные платы: вилка (рис.2ж) и розетка (рис.2з).
Кабельные соединители под полужесткий кабель: вилка прямая (Strait cable plug/male) – рис.2и1, 2и2; розетка прямая (Strait cable jack/female) – рис.2к; вилка угловая (Right angle cable plug/male) – рис.2л; проходные (Bulkhead) розетки – рис.2м, 2н; фланцевые панельные розетки: с прямоугольным фланцем – рис.2о1, с квадратным фланцем – рис.2о2.
Адаптеры внутрисерийные (Within series adaptors): прямой вилка–вилка (рис.2п), угловой (рис.2р), вилка–розетка (рис.2с), розетка–розетка (рис.2т).
Адаптеры межсерийные (Between series adaptors) для сочетания соединителей вилка и розетка с соединителями вилка и розетка других типов.
Материалы и покрытия
соединителей мм-диапазона
Корпуса соединителей изготовлены чаще всего из пассивированной нержавеющей стали, гнездовые контакты – из бериллиевой бронзы с золотым покрытием. Состав покрытия: золото толщиной 0,5–1,0 мкм по подслоям гальванического или химического никеля толщиной 1,25–2,0 мкм и меди толщиной 0,5–1,25 мкм. Настораживает явная тенденция экономии золота. Для надежной пайки и сварки толщина золотого покрытия должна быть не менее 2 мкм. Кроме того, при многократных соединениях и рассоединениях возможно истирание тонкого золотого покрытия.
Так как соединители мм-диапазона выполняют с воздушной коаксиальной линией, центральный проводник крепится при помощи опорной диэлектрической шайбы. Конструкция и свойства используемого диэлектрика имеют большое значение для получения оптимальных значений КСВн и потерь соединителя. Тайваньские компании не применяют в соединителях традиционный диэлектрик PTFE (фторопласт), а используют следующие диэлектрические материалы: PEEK, PPO,
Ultem 1000, Torlon 4203 PAI, Rexolite 1422 [2].
PEEK (Polyetheretherketone, полиэфирэфиркетон) – полимер с частично кристаллической структурой, имеющий высокую прочность, химическую и радиационную стойкость. Относительная диэлектрическая проницаемость (ε) – 3,2, тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) – (1–3) ∙ 10–3, электрическая прочность – 20–24 кВ/мм, допустимая доза облучения – более 1 000 Мрад, температура длительной эксплуатации от –40 до 260°С, кратковременного нагрева – до 350°С.
PPO (Polyphenylene oxide, полифениленоксид) – аморфный, химически стойкий термопластичный полимер с ε = 2,7, tg δ = (4–8) ∙ 10–4 и электрической прочностью 16–20 кВ/мм. Температура длительной эксплуатации 120°С. Термическая стабильность PPO ниже, чем у PEEK.
Ultem 1000 (Polyetherimide, PEI, полиэфиримид) – аморфный термопластичный полимер янтарно-желтого цвета с ε = 3,15–3,30, tg δ = (13–16) ∙ 10–4 и электрической прочностью 20–24 кВ/мм. Допустимая доза облучения – до 500 Мрад, температура длительной эксплуатации 170°С.
Torlon 4203/PAI (Полиамид-имид) – прочный полимер желто-зеленого цвета, стойкий к воздействию химических агрессивных сред и радиации с ε = 3,9, tg δ = 3 ∙ 10–2, электрической прочностью 24 кВ/мм. Допустимая доза облучения – до 5 000 Мрад, температура длительной эксплуатации 250°С. Благодаря хорошей обрабатываемости, термостойкости и размерной стабильности этот материал применяют в производстве прецизионных деталей.
Rexolite 1422 (Polysteren, полистерен) – полимер, разработанный для применения в СВЧ-технике. В ГГц-диапазоне частот ε = 2,4–2,6, tg δ = 7 ∙ 10–4. Электрическая прочность – 24 кВ/мм, допустимая доза облучения – до 1 000 Мрад, температура длительной эксплуатации: –60...100°С.
Применение этих материалов, по-видимому, обусловлено возможностью изготавливать диэлектрические шайбы методом литья под давлением непосредственно в корпусе соединителя. Кроме того, соединители с шайбами из диэлектриков, допускающих высокую дозу облучения (для сравнения у фторопласта эта доза менее 0,5 Мрад), имеют повышенную радиационную стойкость.
Различие диэлектрических свойств приведенных материалов, очевидно, должно приводить к разной внутренней геометрии соединителей одного и того же типа, выпускаемых разными компаниями, и, как следствие, к отличию параметров согласования.
Соединители типа 3.5 mm
Эти соединители, первые в классе соединителей мм-диапазона, были разработаны для применения в радиоизмерительной аппаратуре с повышенными требованиями к прецизионности измерений и надежности. Теоретическая предельная частота воздушной коаксиальной линии 3,5/1,52 мм равна 38,8 ГГц, однако максимальная частота применения не превышает 34 ГГц. Соединители 3.5 mm совместимы с соединителями SMA и 2.92 mm. Модификации соединителя 3.5 mm производства тайваньских компаний представлены в табл.2.
Межсерийные адаптеры выпускают компании:
• Bo Jiang. 33J35JNS5: 1.85 mm розетка–3.5 mm розетка; 33J35PNS5: 1.85 mm розетка–3.5 mm вилка; 33P35JNS5: 1.85 mm вилка–3.5 mm розетка; 33P35PNS5: 1.85 mm вилка–3.5 mm вилка; 34J35JNS5SRA01B: 2.4 mm розетка–3.5 mm розетка; 34P35PNS5SRA01B:
2.4 mm вилка–3.5 mm вилка.
• Jyebao. 21 модификация: 3.5 mm вилка и розетка – соединители 1.85 mm, 2.4 mm, 2.92 mm, N, PC7, SMA розетка и вилка.
Кабельные соединители и адаптеры 3.5 mm предназначены для применения в радиоизмерительной аппаратуре. Они обеспечивают более 1 000 соединений и рассоединений без ухудшения параметров. Применение же КМПП не представляет большого интереса, так как для этой цели надежнее использовать соединители SMA 27 (с предельной частотой 27 ГГц) и 2.92 mm (с предельной частотой 40 ГГц).
Соединители типа 2.92 mm (K-соединители)
Соединитель 2.92 mm (или К-соединитель) – это первый радиочастотный соединитель, нашедший эффективное применение в изделиях микроэлектроники. Второе название соединителя возникло из-за того, что он перекрывает Ka-область частот (26–40 ГГц). Этот соединитель в сочетании с СВЧ-вводом особенно ценен в качестве сверхвысокочастотного КМПП для передачи сигнала с микрополосковой линии на радиочастотный кабель в герметизированных изделиях микроэлектроники. Присоединительные и установочные размеры соединителей 2.92 mm регламентированы международными стандартами MIL-С-39012 и MIL-STD-348.
Соединители 2.92 mm выпускают пять тайваньских компаний (табл.3).
В диапазоне частот 0–40 ГГц КСВн всех внутрисерийных адаптеров – 1,2 макс., потери 0,04√—f, дБ, где f – частота, ГГц. Компании выпускают также межсерийные адаптеры.
Jyebao: 24 модификации: 2.92 mm вилка и розетка – соединители 1.85 mm, SMP, SMPM и 3,5 mm розетка и вилка.
Chin Nan: 51-17-T/RGG – 2.92 mm розетка–SMP вилка; 51-18-T/RGG – 2.92 mm розетка–SMP розетка; 51-19-T/RGG – 2.92 mm вилка–SMP вилка; 51-20-T/RGG – 2.92 mm вилка–SMP розетка.
Huang Liang: № 129-A010-2.92 mm розетка–2.4 mm розетка; № 129-A020-2.92 mm розетка–2.4 mm вилка; № 129-A030-2.92 mm вилка–2.4 mm розетка; № 129-A040-2.92 mm вилка–2.4 mm вилка; № A729-A080-2.92 mm розетка–SSMP розетка.
Соединитель 2.92 mm не является прецизионным и не предназначен для применения в измерительной аппаратуре СВЧ-диапазона.
Соединители типа 2.4 mm
Соединители 2.4 mm c предельной частотой 50 ГГц применяют при создании широкополосной радиоизмерительной аппаратуры, а также в изделиях СВЧ-микроэлектроники на монолитных интегральных схемах. В ряде случаев эти соединители служат альтернативой волноводам. Номенклатура соединителей 2.4 mm приведена в табл.4.
Компания Jyebao выпускает также 36 межсерийных адаптеров: 2.4 mm, вилка и розетка, соединители розетка и вилка: 3.5 mm, 2.92 mm, 1.85 mm, SMA, N, PC7, SMP, SMPM.
Соединители типа 1.85 mm
Соединитель 1.85 mm называют еще V-соединителем, так как он перекрывает V-диапазон частот (50–75 ГГц). Чем выше предельная частота, тем беднее номенклатура выпускаемых соединителей и меньше компаний-изготовителей. Соединители 1.85 mm производят только две компании – Frontlynk и Bo-Jiang (табл.5).
Компания Bo-Jiang выпускает также 15 межсерийных адаптеров 1.85 mm вилка и розетка – соединители розетка и вилка 3.5 mm; 2.92 mm; 2.4 mm: 33J34PNS5SRA01B – 1.85 mm розетка–2.4 mm вилка и 33P34PNS5SRA01B – 1.85 mm вилка–2.4 mm розетка; 1.0 mm; SMPM. Кроме того, по две модификации внутрисерийных и межсерийных адаптеров производит компания Chin Nan: 66-01-UGX: 1.85 mm вилка–1.85 mm вилка; 66-02-UGX: 1.85 mm розетка–1.85 mm розетка; 66-01-UGX: 1.85 mm вилка–SMPM вилка и 66-02-UGX: 1.85 mm вилка–SMPM розетка.
Соединители 2.4 mm, 1.85 mm и 1.0 mm совместимы между собой, так как имеют одну и ту же резьбу на корпусе – М7 × 0,75.
Соединители типа 1.0 mm
Соединители 1.0 mm с предельной частотой 110 ГГц – в настоящее время – самые высокочастотные и самые дорогостоящие соединители в мире. Цена одного изделия достигает 1 000 долл. Соединители 1.0 mm компании Frontlynk показаны на рис.3. Эту продукцию выпускают только компании Frontlynk и Bo-Jiang (табл.6).
Компания Bo-Jiang выпускает и межсерийные адаптеры: 10P33PNS5SQA01B: 1.0 mm вилка–1.85 mm вилка; 10J33JNS5SQA01B: 1.0 mm розетка–1.85 mm розетка; 10J33PNS5SQA01B: 1.0 mm розетка–1.85 mm вилка; 10P33JNS5SQA01B: 1.0 mm вилка–1.85 mm розетка. Соединители 1.0 mm этой компании показаны на рис.4.
Тайваньские компании производят также разнообразные кабельные сборки, в том числе измерительные фазостабильные. Однако оценить их качество не представляется возможным из-за нехватки предоставляемой информации.
* * *
Ведущие тайваньские компании производят большинство типов и модификаций соединителей мм-диапазона с предельной частотой от 30 до 110 ГГц. Однако информации о выпускаемых соединителях, как правило, недостаточно. Заявление компаний "о высокой механической стабильности и отличной повторяемости параметров" соединителя – не более чем реклама, целесообразно запрашивать у производителя необходимую информацию. В случае приобретения соединителей
мм-диапазона из Тайваня необходимо знать требования к их основным параметрам в соответствии с международными стандартами (табл.7) [1].
Проведенный анализ позволяет предположить, что во многих случаях соединители мм-диапазона из Тайваня могут успешно конкурировать с аналогами американских и европейских производителей по параметрам и при этом обходятся дешевле.
ЛИТЕРАТУРА
1. Джуринский К.Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры / Под ред. д. т.н. Борисова А.А. – СПб: Изд-во ЗАО "Медиа Группа Файнстрит", 2014.
2. Прокимов А., Джуринский К., Кузнецов Р. Кабельные сборки СВЧ-диапазона. Назначение, классификация, особенности применения // Компоненты и технология. 2015. № 5. С. 18–22.
--------------------------------------------------------------------------------
[1] 1 kbd.istok@mail.ru.
2 tuluslat@gmail.com.
Отзывы читателей
