eng
Выпуск #9/2016
К.Джуринский, А.Андросов
Зарубежные соединители в диапазоне частот до 6 ГГц, не имеющие отечественных аналогов. Часть 1. Соединители SMB и SSMB
Зарубежные соединители в диапазоне частот до 6 ГГц, не имеющие отечественных аналогов. Часть 1. Соединители SMB и SSMB
Просмотры: 2419
Рассматриваются конструкции и основные параметры зарубежных субминиатюрных радиочастотных соединителей SMB и SSMB с предельной частотой 4 ГГц, которые не имеют отечественных аналогов, анализируется продукция основных производителей этих изделий и показана возможность применения соединителей SMB и SSMB в устройствах электроники СВЧ.
ОБОЗНАЧЕНИЕ СОЕДИНИТЕЛЕЙ
Понять обозначения вилки и розетки в соединителях SMB и SSMB ряда компаний (Radiall, Amphenol, Applied Engineering Products (AEP), Huber+Suhner, Coaxicom, Lighthorse Technologies, Alinar Industrial) непросто. Вилкой называется подвижная часть соединения пары вилка-розетка, поэтому вилка может быть с гнездовым, а розетка – со штыревым центральным контактом (рис.1)[1].
Так, например, соединитель компании AEP № 2002-1541-009: SMB/Female plug straight for cable 0,085" – это SMB прямая вилка с гнездовым центральным контактом, предназначенная для работы с полужестким кабелем 0,085". Некоторые компании, в частности Rosenberger, Telegartner, по-прежнему называют вилкой соединитель со штыревым контактом.
РАЗНООБРАЗИЕ МОДИФИКАЦИЙ
Большое разнообразие модификаций (типоконструкций) соединителей объясняется несколькими обстоятельствами.
• Первое – количество типоконструкций однотипных кабельных соединителей зависит от марки применяемого радиочастотного кабеля и способа заделки соединителя на кабель. Для работы с соединителями SMB и SSMB используют разнообразные гибкие кабели (RG-174, 178, 196, 316, 2/50S и др.) и полужесткие кабели 0,141" (RG-402), 0,085" (RG405), 0,056", 0,047".
Применяют следующие способы заделки соединителя на кабель: прижим (clamp), обжим с деформацией (crimp), пайка (solder).
В обозначении соединителя и технической документации обычно указывают марку кабеля и способ заделки соединителя. Например, соединитель компании Amphenol № 143102 SSMB Right Angle Crimp Plug for RG-174, RG-316, LMR-100 – это кабельная вилка для обжима кабелей марок RG-174, RG-316, LMR-100.
• Второе – соединители одного и того же типа могут быть с золотым или никелевым покрытием корпуса, поэтому по-разному обозначаются.
• Третье – нумерация одного и того же соединителя (например, компании Huber+Suhner) различается в зависимости от вида упаковки и количества соединителей в ней.
СОЕДИНИТЕЛИ SMB
Развитие систем связи и телекоммуникации потребовало радиочастотных соединителей более миниатюрных и дешевых, чем базовые соединители SMA. Поэтому в 1960-х годах был создан соединитель SMB (subminiature Grade B – вторая субминиатюрная конструкция, первой была SMA) для устройств с высокой плотностью монтажа компонентов, обеспечивающий быстрое соединение и рассоединение. Позднее был разработан еще более миниатюрный соединитель – SSMB.
Соединители SMB примерно на 30% миниатюрнее соединителей SMA (рис.2).
При создании соединителей SMB были использованы конструктивные решения, ранее примененные в соединителях SMA:
• гнездовой и штыревой контакты центральных проводников розетки и вилки;
• коаксиальная линия с волновым сопротивлением 50 Ом, заполненная фторопластовым диэлектриком.
Однако в отличие от резьбового соединения в SMA в соединителях SMB и SSMB применено соединение защелкиванием (snap-on), которое в отечественной технической документации ошибочно называют "врубным" соединением. Предлагается несколько его вариантов. Компания Radiall выпускает соединители SMB-A с ограниченным защелкиванием и небольшим усилием сочленения и расчленения для соединения с печатными платами. Соединители SMB со скользящим соединением (slide-on) применяют при соединении двух печатных плат с помощью адаптера bullet. Наконец, вилки SMB-lock снабжены дополнительной гайкой для более надежного соединения при повышенной вибрации.
Механизм соединения защелкиванием иллюстрирует интерфейс вилки и розетки соединителей SMB (рис.3).
Соединитель SMB имеет коаксиальную линию размерами 3,0/0,94 мм, заполненную фторопластом, такую же как у соединителей SMC, MCX и SMZ. Для повышения надежности соединения и уменьшения опасности возникновения разряда при пониженном давлении предусмотрено перекрытие изоляторов вилки и розетки.
Корпус соединителя, штыревой контакт и втулку для обжима кабеля изготавливают из латуни и покрывают золотом толщиной 2,54 мкм или никелем. Наружный контакт вилки выполнен из упрочненной бериллиевой бронзы и покрыт износостойким золотом.
Предлагаются следующие модификации прямых и угловых соединителей SMB розетка и вилка:
• кабельные соединители для установки на гибкий и полужесткий кабели путем пайки, обжима с деформацией и прижима;
• фланцевые панельные и проходные выводы энергии;
• выводы энергии для установки в отверстия печатной платы (PCB);
• выводы энергии для поверхностного монтажа (SMT);
• концевые соединители (edge mount);
• адаптеры одноканальные и межканальные (для каналов разных сечений).
Модификации соединителей SMB показаны на рис.4.
Соединители SMB отвечают требованиям международного (IEC 60169-10), европейского (CECC 22140) и американского (MIL-C-39012) стандартов. Параметры соединителей SMB и SSMB приведены в табл.1.
Коаксиальная линия соединителей SMB обеспечивает работу в диапазоне частот до 10 ГГц, однако оптимальной принято считать частоту 4 ГГц. Параметры однотипных соединителей разных компаний-производителей могут существенно различаться. Поэтому в каждом случае необходимо ознакомиться с технической спецификацией (data sheet) на соединитель.
Электрические параметры кабельных соединителей зависят от марки применяемого кабеля. При использовании на частотах, близких к предельной рабочей частоте, рекомендуется применять полужесткие кабели марок 0,085" и 0,141".
Соединители SMB выпускает ряд зарубежных компаний (табл.2).
Лидирующее положение в области разработки и выпуска этих соединителей занимают американские компании Amphenol, Coaxicom, Applied Engineering Products, Field Components. Среди европейских производителей выделяются Radiall, Huber+Suhner, Telegartner. Большое количество модификаций предлагают тайваньские компании Jyebao и Aliner Industrial. Соединители одинаковой модификации, выпускаемые разными компаниями, взаимозаменяемы.
Благодаря миниатюрности, возможности быстрого соединения и низкой стоимости (приблизительно вдвое меньшей по сравнению с изделиями SMA) соединители SMB нашли применение в авиационном оборудовании, системах телекоммуникации, беспроводной и мобильной связи, в медицинской и радиоизмерительной аппаратуре.
Недостатки этих соединителей – ограниченные возможности работы в условиях повышенной вибрации и относительно низкая предельная рабочая частота (4 ГГц).
СОЕДИНИТЕЛИ SSMB
Соединители SSMB (другое название – Mini SMB, Nano SMB) – миниатюрные аналоги соединителей SMB (приблизительно на 30%) – предназначены для устройств с ограниченным пространством для монтажа компонентов. При создании соединителей SSMB были использованы конструктивные решения, примененные в соединителях SMB. Кабельные соединители предназначены для работы с полужесткими кабелями 0,085", 0,056", 0,047" и с гибкими кабелями RG-174, RG-316, RG-188, 2,6/50S, LMR-100 и других аналогичных марок.
Соединители SSMB соответствуют международному (IEC 61169-19), европейскому (CECC 22140) и американскому (MIL-C-39012) стандартам. Параметры соединителей SSMB приведены в табл.1.
Интерфейс этих соединителей показан на рис.5, частотные зависимости КСВН кабельных соединителей в зависимости от марки применяемого кабеля отражены на рис.6.
Серия SSMB состоит из такого же набора соединителей и адаптеров, как и серия SMB. Материалы и покрытия соединителей обоих типов одинаковы. Некоторые модификации соединителей SSMB показаны на рис.7.
Соединители SSMB выпускает ряд зарубежных компаний (табл.3), в частности Lighthorse Technologies, Field Components, Amphenol, Radiall, Jyebao и Aliner Industrial. Соединители одинаковой модификации разных производителей взаимозаменяемы.
Соединители SSMB применяют в беспроводных телекоммуникационных приложениях, в том числе Wi-Fi, PCS, в компьютерных системах, антенных устройствах и контрольно-измерительных приборах.
* * *
Приведенные данные о компаниях не претендуют на исчерпывающую полноту. Ограниченную номенклатуру этих соединителей выпускает еще ряд компаний, прежде всего из Юго-Восточной Азии.
Соединители SMB и SSMB обеспечивают быстрое и компактное соединение в изделиях с плотной компоновкой вследствие отсутствия резьбового соединения и необходимости применения тарированных ключей. Поэтому было бы полезным их воспроизведение на одном из отечественных предприятий, которое специализируется на выпуске радиочастотных соединителей. Потребуется также введение этих соединителей в отечественный ГОСТ РВ 5194-2002.
[1] 1 АО "НПП "Исток" им. А.И.Шокина, kbd.istok@mail.ru.
2 АО "НПП "Исток" им. А.И.Шокина, a1ex-1@mail.ru.
Джуринский К. Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры / Под ред. д. т. н. Борисова А. А. – СПб: Медиа Группа Файнстрит, 2014.
Понять обозначения вилки и розетки в соединителях SMB и SSMB ряда компаний (Radiall, Amphenol, Applied Engineering Products (AEP), Huber+Suhner, Coaxicom, Lighthorse Technologies, Alinar Industrial) непросто. Вилкой называется подвижная часть соединения пары вилка-розетка, поэтому вилка может быть с гнездовым, а розетка – со штыревым центральным контактом (рис.1)[1].
Так, например, соединитель компании AEP № 2002-1541-009: SMB/Female plug straight for cable 0,085" – это SMB прямая вилка с гнездовым центральным контактом, предназначенная для работы с полужестким кабелем 0,085". Некоторые компании, в частности Rosenberger, Telegartner, по-прежнему называют вилкой соединитель со штыревым контактом.
РАЗНООБРАЗИЕ МОДИФИКАЦИЙ
Большое разнообразие модификаций (типоконструкций) соединителей объясняется несколькими обстоятельствами.
• Первое – количество типоконструкций однотипных кабельных соединителей зависит от марки применяемого радиочастотного кабеля и способа заделки соединителя на кабель. Для работы с соединителями SMB и SSMB используют разнообразные гибкие кабели (RG-174, 178, 196, 316, 2/50S и др.) и полужесткие кабели 0,141" (RG-402), 0,085" (RG405), 0,056", 0,047".
Применяют следующие способы заделки соединителя на кабель: прижим (clamp), обжим с деформацией (crimp), пайка (solder).
В обозначении соединителя и технической документации обычно указывают марку кабеля и способ заделки соединителя. Например, соединитель компании Amphenol № 143102 SSMB Right Angle Crimp Plug for RG-174, RG-316, LMR-100 – это кабельная вилка для обжима кабелей марок RG-174, RG-316, LMR-100.
• Второе – соединители одного и того же типа могут быть с золотым или никелевым покрытием корпуса, поэтому по-разному обозначаются.
• Третье – нумерация одного и того же соединителя (например, компании Huber+Suhner) различается в зависимости от вида упаковки и количества соединителей в ней.
СОЕДИНИТЕЛИ SMB
Развитие систем связи и телекоммуникации потребовало радиочастотных соединителей более миниатюрных и дешевых, чем базовые соединители SMA. Поэтому в 1960-х годах был создан соединитель SMB (subminiature Grade B – вторая субминиатюрная конструкция, первой была SMA) для устройств с высокой плотностью монтажа компонентов, обеспечивающий быстрое соединение и рассоединение. Позднее был разработан еще более миниатюрный соединитель – SSMB.
Соединители SMB примерно на 30% миниатюрнее соединителей SMA (рис.2).
При создании соединителей SMB были использованы конструктивные решения, ранее примененные в соединителях SMA:
• гнездовой и штыревой контакты центральных проводников розетки и вилки;
• коаксиальная линия с волновым сопротивлением 50 Ом, заполненная фторопластовым диэлектриком.
Однако в отличие от резьбового соединения в SMA в соединителях SMB и SSMB применено соединение защелкиванием (snap-on), которое в отечественной технической документации ошибочно называют "врубным" соединением. Предлагается несколько его вариантов. Компания Radiall выпускает соединители SMB-A с ограниченным защелкиванием и небольшим усилием сочленения и расчленения для соединения с печатными платами. Соединители SMB со скользящим соединением (slide-on) применяют при соединении двух печатных плат с помощью адаптера bullet. Наконец, вилки SMB-lock снабжены дополнительной гайкой для более надежного соединения при повышенной вибрации.
Механизм соединения защелкиванием иллюстрирует интерфейс вилки и розетки соединителей SMB (рис.3).
Соединитель SMB имеет коаксиальную линию размерами 3,0/0,94 мм, заполненную фторопластом, такую же как у соединителей SMC, MCX и SMZ. Для повышения надежности соединения и уменьшения опасности возникновения разряда при пониженном давлении предусмотрено перекрытие изоляторов вилки и розетки.
Корпус соединителя, штыревой контакт и втулку для обжима кабеля изготавливают из латуни и покрывают золотом толщиной 2,54 мкм или никелем. Наружный контакт вилки выполнен из упрочненной бериллиевой бронзы и покрыт износостойким золотом.
Предлагаются следующие модификации прямых и угловых соединителей SMB розетка и вилка:
• кабельные соединители для установки на гибкий и полужесткий кабели путем пайки, обжима с деформацией и прижима;
• фланцевые панельные и проходные выводы энергии;
• выводы энергии для установки в отверстия печатной платы (PCB);
• выводы энергии для поверхностного монтажа (SMT);
• концевые соединители (edge mount);
• адаптеры одноканальные и межканальные (для каналов разных сечений).
Модификации соединителей SMB показаны на рис.4.
Соединители SMB отвечают требованиям международного (IEC 60169-10), европейского (CECC 22140) и американского (MIL-C-39012) стандартов. Параметры соединителей SMB и SSMB приведены в табл.1.
Коаксиальная линия соединителей SMB обеспечивает работу в диапазоне частот до 10 ГГц, однако оптимальной принято считать частоту 4 ГГц. Параметры однотипных соединителей разных компаний-производителей могут существенно различаться. Поэтому в каждом случае необходимо ознакомиться с технической спецификацией (data sheet) на соединитель.
Электрические параметры кабельных соединителей зависят от марки применяемого кабеля. При использовании на частотах, близких к предельной рабочей частоте, рекомендуется применять полужесткие кабели марок 0,085" и 0,141".
Соединители SMB выпускает ряд зарубежных компаний (табл.2).
Лидирующее положение в области разработки и выпуска этих соединителей занимают американские компании Amphenol, Coaxicom, Applied Engineering Products, Field Components. Среди европейских производителей выделяются Radiall, Huber+Suhner, Telegartner. Большое количество модификаций предлагают тайваньские компании Jyebao и Aliner Industrial. Соединители одинаковой модификации, выпускаемые разными компаниями, взаимозаменяемы.
Благодаря миниатюрности, возможности быстрого соединения и низкой стоимости (приблизительно вдвое меньшей по сравнению с изделиями SMA) соединители SMB нашли применение в авиационном оборудовании, системах телекоммуникации, беспроводной и мобильной связи, в медицинской и радиоизмерительной аппаратуре.
Недостатки этих соединителей – ограниченные возможности работы в условиях повышенной вибрации и относительно низкая предельная рабочая частота (4 ГГц).
СОЕДИНИТЕЛИ SSMB
Соединители SSMB (другое название – Mini SMB, Nano SMB) – миниатюрные аналоги соединителей SMB (приблизительно на 30%) – предназначены для устройств с ограниченным пространством для монтажа компонентов. При создании соединителей SSMB были использованы конструктивные решения, примененные в соединителях SMB. Кабельные соединители предназначены для работы с полужесткими кабелями 0,085", 0,056", 0,047" и с гибкими кабелями RG-174, RG-316, RG-188, 2,6/50S, LMR-100 и других аналогичных марок.
Соединители SSMB соответствуют международному (IEC 61169-19), европейскому (CECC 22140) и американскому (MIL-C-39012) стандартам. Параметры соединителей SSMB приведены в табл.1.
Интерфейс этих соединителей показан на рис.5, частотные зависимости КСВН кабельных соединителей в зависимости от марки применяемого кабеля отражены на рис.6.
Серия SSMB состоит из такого же набора соединителей и адаптеров, как и серия SMB. Материалы и покрытия соединителей обоих типов одинаковы. Некоторые модификации соединителей SSMB показаны на рис.7.
Соединители SSMB выпускает ряд зарубежных компаний (табл.3), в частности Lighthorse Technologies, Field Components, Amphenol, Radiall, Jyebao и Aliner Industrial. Соединители одинаковой модификации разных производителей взаимозаменяемы.
Соединители SSMB применяют в беспроводных телекоммуникационных приложениях, в том числе Wi-Fi, PCS, в компьютерных системах, антенных устройствах и контрольно-измерительных приборах.
* * *
Приведенные данные о компаниях не претендуют на исчерпывающую полноту. Ограниченную номенклатуру этих соединителей выпускает еще ряд компаний, прежде всего из Юго-Восточной Азии.
Соединители SMB и SSMB обеспечивают быстрое и компактное соединение в изделиях с плотной компоновкой вследствие отсутствия резьбового соединения и необходимости применения тарированных ключей. Поэтому было бы полезным их воспроизведение на одном из отечественных предприятий, которое специализируется на выпуске радиочастотных соединителей. Потребуется также введение этих соединителей в отечественный ГОСТ РВ 5194-2002.
[1] 1 АО "НПП "Исток" им. А.И.Шокина, kbd.istok@mail.ru.
2 АО "НПП "Исток" им. А.И.Шокина, a1ex-1@mail.ru.
Джуринский К. Б. Современные радиочастотные соединители и помехоподавляющие фильтры / Под ред. д. т. н. Борисова А. А. – СПб: Медиа Группа Файнстрит, 2014.
Отзывы читателей
