射頻連接器，作為射頻電路與設(shè)備之間的重要橋梁，其主要功能是傳輸高頻信號，涵蓋微波和無線電信號。在設(shè)計和制造過程中，射頻連接器必須滿足一系列嚴苛的標準，包括實現(xiàn)低[敏感詞]損耗、確保高阻抗匹配、降低反射損耗，以及保持高度的可靠性，從而確保信號的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性。

射頻連接器就好像連接電源線和電視機的插頭和插座。不同的是，射頻連接器傳遞的是射頻信號，頻率高了，身份也比普通連接器高了不少。

下圖是個射頻連接器連接儀器和測試板的例子，可以看出射頻連接器和射頻線纜是串接測試平臺，傳遞信號必不可少的部分。

圖：射頻連接器在測試中的應(yīng)用

射頻連接器分類

射頻連接器通常采用螺紋、卡口、插針等形式進行連接，具有良好的機械性能和電性能。通常從結(jié)構(gòu)原理上可以把射頻連接器分成了三大類：

?同軸連接器(橫截圖如下)

圖：同軸連接器橫切圖

內(nèi)導(dǎo)體：內(nèi)導(dǎo)體是連接器的中心導(dǎo)體，主要用于傳輸射頻信號。它通常由銅或銀等導(dǎo)電材料制成，具有較好的導(dǎo)電性和傳輸性能。

外導(dǎo)體：外導(dǎo)體是連接器的外層屏蔽層，主要用于屏蔽外部干擾信號，保護內(nèi)導(dǎo)體。它通常由銅或鍍銀銅等金屬材料制成，具有較好的屏蔽性能和耐腐蝕性能。

?三同軸連接器(橫截圖如下)

圖：三同軸連接器橫切圖

相比同軸，射頻三同軸接口增加了中間導(dǎo)體，這樣隔離度和屏蔽特性更好了，外導(dǎo)體起到固定作用。

?雙芯對稱連接器(橫截圖如下)

圖：雙芯對稱連接器橫切圖

類似于我們常見的雙絞線，外導(dǎo)體主要是屏蔽作用。雙芯對稱連接器傳輸速率方面不算高，通常這種類型的射頻連接器?主要用來傳輸速率不太高的數(shù)字信號。

注：介質(zhì)主要起絕緣支撐作用。

根據(jù)連接方式分類：射頻連接器還可以分為螺紋連接、壓接連接、[敏感詞]連接、卡口連接等。下圖是通過結(jié)構(gòu)和連接方式歸類的常用射頻連接器的分類表。

表：常用射頻連接器的分類表

當(dāng)你為這就是連接器的全部分類時，那就大錯特錯了，這些只是射頻連接器家族的冰山一角，實際上還有很多其他類型的射頻連接器接口，分別應(yīng)用于不同的應(yīng)用場景和頻段范圍。

SMA連接器分類

就拿常用的SMA連接器來說，首先他是個螺紋連接方式，這就需要外導(dǎo)體一邊是螺紋一邊是螺母。內(nèi)導(dǎo)體一邊是孔，一邊是針，這樣才好嚴絲合縫的適配。內(nèi)導(dǎo)體為針的稱為公頭(male)，內(nèi)導(dǎo)體為孔的稱為母頭(female)。

圖：SMA的公頭和母頭

除了公頭和母頭外，按照外形和裝配方式分類，SMA連接器可以分為以下幾類：

1. SMA直插式連接器：這種連接器的外形比較小巧，通常用于高頻應(yīng)用，如射頻信號傳輸和天線連接等。常見的SMA直插式連接器有SMA-J和SMA-K等。

2. SMA貼片式連接器：這種連接器的外形比較扁平，可以直接貼在電路板上，通常用于高頻電路的連接。常見的SMA貼片式連接器有SMA-PCB和SMA-SMT等。

3. SMA螺紋式連接器：這種連接器的外形比較粗壯，可以承受較大的機械應(yīng)力，通常用于[敏感詞]、航空和航天等領(lǐng)域。常見的SMA螺紋式連接器有SMA-J和SMA-K等。

4. SMA板殼式連接器：這種連接器的外形比較短小，可以直接安裝在電路板上，通常用于高頻電路的連接。常見的SMA板殼式連接器有SMA-PCB和SMA-SMT等。

5. SMA轉(zhuǎn)接頭連接器：這種連接器的外形比較特殊，可以將不同類型的射頻連接器轉(zhuǎn)換成SMA連接器，通常用于測試和測量等領(lǐng)域。常見的SMA轉(zhuǎn)接頭連接器有SMA-N和SMA-BNC等。

幾種類SMA連接器尺寸

一般情況下，SMA連接器的尺寸是以毫米為單位規(guī)定的，如2.92mm，3.5mm，4.13mm等。不過，有些供應(yīng)商可能會推出一些特殊定制的連接器，其尺寸和命名可能與常規(guī)連接器不同，因此具體情況還需要參考供應(yīng)商提供的規(guī)格說明。

在一般情況下，SMA連接器的尺寸和工作頻率會有關(guān)系，較小尺寸的連接器通常適用于較高頻率的應(yīng)用。例如，2.92mm和3.5mm的SMA連接器適用頻率范圍比4.13mm的要高，分別達到40GHz和34GHz，而4.13mm連接器的適用頻率范圍為26.5GHz。

總而言之，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求來選擇和確定合適的連接器型號，例如精密測量、微波通信、高頻通信、天線、測試儀器等。

我們常說的SMA直徑有3.5mm/2.92mm/2.4mm尺寸，指的是外導(dǎo)體的內(nèi)徑尺寸。

此外，對于螺紋的緊密程度也會有標注。

圖：SMA螺紋標注

最早的SMA直徑是1/4-36UNS-2A，這個尺寸是美制統(tǒng)一螺紋。1/4英寸螺紋，每英寸36牙，UNS表示UN系列標準螺距以外的特殊系列。螺紋精度2A的外螺紋。轉(zhuǎn)成公制乘以25.4，為6.35mm。它的導(dǎo)程是25.4/36=0.70556mm。

2.92mm的SMA俗稱K頭，是射頻測試最常用的，一半直徑越小，SMA可以工作的頻率越高。

同軸線的傳輸阻抗，由外導(dǎo)體的內(nèi)徑，內(nèi)導(dǎo)體的外徑以及內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)的介電常數(shù)來決定。

當(dāng)同軸傳輸線的頻率越高時，為了保持傳輸線的阻抗不變，需要減小內(nèi)外徑的間距，以減小電磁波在傳輸線內(nèi)部的波長，從而保證信號的傳輸質(zhì)量。此外，內(nèi)外徑間距的減小還可以減小傳輸線的尺寸，使其更加緊湊，適用于高頻率下的高密度布線應(yīng)用。

不同尺寸的SMA對接

我們實驗室最常用到的標準SMA其外導(dǎo)體的內(nèi)直徑是：4.13mm，[敏感詞]把SMA以及類SMA的幾款射頻接口羅列如下：

表：不同尺寸SMA類匯總

老工程師都知道，相近尺寸的SMA有時候是可以對接使用的，譬如SMA，3.5mm，2.92mm連接器可以機械兼容，互相連接；2.4mm和1.85mm也可以互相連接，不會造成嚴重的機械損壞。

但是如果不看尺寸就強行把不同尺寸的SMA旋接，不僅會導(dǎo)致屏蔽性能變差，而且還可能會損壞接頭。從性能角度來看，細微的接口差異（比如[敏感詞]尺寸差異）還是使得接觸界面產(chǎn)生不連續(xù)性，影響電完整性(Electrical Integrity)。

下圖是不同尺寸SMA直連時候的的回波損耗，3.5mm和3.5mm直連時回波損耗最小。可以看到，采用不同尺寸對接的回撥損耗還是比較差的。

圖：不同尺寸SMA對接后的回波變化

所以除非迫不得已，一般情況下還是不建議使用不同尺寸的SMA混接的。

射頻連接器的主要指標

射頻連接器的主要指標包括以下幾個方面：

□頻率范圍：指連接器的工作頻率范圍，一般越寬頻的連接器適用范圍越廣。高頻射頻連接器的設(shè)計結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，一般采用特殊的結(jié)構(gòu)和材料，以保證其在高頻信號傳輸過程中的性能。低頻射頻連接器的設(shè)計結(jié)構(gòu)相對簡單，一般采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)和材料即可

□[敏感詞]損耗：指連接器在信號傳輸過程中引起的信號損耗，一般越小的連接器信號傳輸效率越高。由于高頻信號傳輸?shù)奶厥庑再|(zhì)，高頻射頻連接器的[敏感詞]損耗通常比低頻射頻連接器更低。當(dāng)然也意味著高頻連接器的價格更昂貴。

□隔離度：指連接器在高頻信號傳輸過程中，阻止信號干擾的能力。SMA連接器的隔離度性能取決于連接器的設(shè)計和制造質(zhì)量，主要與連接器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、接觸面積、材料等因素有關(guān)。一般來說，SMA連接器的隔離度可以達到40dB以上，高端連接器的隔離度甚至可以達到60dB以上。隔離度越高，連接器對于相鄰信號線的干擾越小，信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性越高。因此，在選擇SMA連接器時，需要注意連接器的隔離度性能，選擇符合要求的連接器型號和制造商。

□阻抗匹配：指連接器的內(nèi)部阻抗與外部電路的匹配程度，阻抗匹配性能越好，連接器對于信號傳輸?shù)挠绊懺叫。盘杺鬏數(shù)姆€(wěn)定性和可靠性越高。標準的射頻連接器阻抗大多是50Ω或者75Ω。

□插拔壽命：是指連接器在正常使用條件下，可以進行多少次插拔操作而不影響其性能和可靠性。SMA連接器的插拔壽命與連接器的質(zhì)量、制造工藝、使用環(huán)境等因素有關(guān)，一般來說，SMA連接器的插拔壽命在500-1000次左右。但是，在一些高端應(yīng)用場景中，SMA連接器的插拔壽命要求更高，可以達到數(shù)千次或數(shù)萬次。因此，在選擇SMA連接器時，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求，選擇符合要求的連接器型號和制造商。

□可靠性：SMA連接器的可靠性是指連接器在正常使用條件下，能夠保持穩(wěn)定的信號傳輸和連接狀態(tài)的能力。SMA連接器的可靠性取決于連接器的設(shè)計和制造質(zhì)量，主要與連接器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、接觸面積、材料、接觸壓力等因素有關(guān)。一般來說，SMA連接器具有較高的可靠性，可以在惡劣的環(huán)境下工作，并保持穩(wěn)定的信號傳輸和連接狀態(tài)。高端的SMA連接器具有更高的可靠性和更長的使用壽命，可以滿足一些高端應(yīng)用場景的需求。

評估選用射頻連接器的需要綜合考慮以上指標，不同應(yīng)用場景需要側(cè)重不同的指標。通常來說，要經(jīng)過實際使用測量驗證后，再根據(jù)實測結(jié)果比較來選擇射頻連接器，以確保連接器能夠滿足實際需求，并且能夠在長期使用過程中保持穩(wěn)定性和可靠性。

總結(jié)

綜上所述，射頻連接器作為關(guān)鍵的高頻信號傳輸元件，其應(yīng)用極為廣泛。在挑選射頻連接器時，應(yīng)緊密結(jié)合實際應(yīng)用場景和需求，全面權(quán)衡其各項性能指標和特性，從而選出最匹配的連接器型號和尺寸。值得注意的是，射頻連接器作為消耗品，例如常見的SMA類型，其基本接插壽命約為500次，因此，定期驗證和適時更換是減少連接器或連接線導(dǎo)致的測量誤差的必要措施。