什么是射频同轴连接器？

在入门学习微带贴片天线仿真的时候，我们往往采用简单的波端口或集总端口进行激励。但是实物加工测试的时候，就有必要加入一个射频同轴连接器。其主要作用是为了实现设备/模块之间的互联，有效传递射频、微波信号。射频同轴连接器通常由内导体、外导体、绝缘体以及连接结构等部分组成。

内导体：一般为金属针或金属管，负责传输射频信号。

外导体：通常是金属套筒，与内导体一起构成传输通道，同时起到屏蔽作用，减少外部干扰对信号的影响。常见外导体有不锈钢、铜镀金，不锈钢材质外导体的连接器通常更耐用，制造成本也更高。

绝缘体介质：位于内导体和外导体之间，起到电气绝缘的作用，防止内导体和外导体之间短路。常见的填充介质有PTFE和空气介质等，为了使得连接器具有更高的截止频率，有些情况也会采用更低介电常数和插入损耗的空气进行填充。

连接结构：用于实现连接器与其他设备的连接，通常包括螺纹连接、卡口连接等方式。例如法兰盘，其主要用于将射频连接器牢固地安装在设备面板或其他结构上。通过螺栓、螺母等紧固件，法兰盘可以与安装面紧密结合，确保连接器在使用过程中不会松动或脱落。除此之外，在一些应用中，法兰盘还可以提供密封功能，防止灰尘、水分等外部环境因素进入连接器内部，从而保护连接器和连接的设备。

（图片来源：rftop.cn频优微波）

同轴连接器的分类？

常用的射频同轴连接器的类型有：

SMA(SubMiniature version A)连接器：一种应用广泛的小型射频同轴连接器，具有体积小、频带宽、性能稳定等特点，一般上限工作频率为18GHz，现在部分厂商已经可以将SMA最高频率做到26.5GHz。

SMA界面图（图片来源：rftop.cn频优微波）

SMP(SubMiniature Push-On)连接器：一种超小型推入式射频同轴连接器，SMP连接器的尺寸非常小，有助于实现设备的小型化和高密度集成，适用于空间受限的应用场景。其通常能在较宽的频率范围内工作，DC到40GHz，甚至部分型号可更高。

SMP连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

N型连接器：N型连接器是一种常见的射频连接器，其插头和插座都具有密封性能，能够承受高功率、高电压和高频率的应用环境。N型连接器采用一种内螺纹设计，可用于在射频和微波设备和系统中传输信号。它是一种通用性高、频率范围广、使用方便、可靠性高的连接器。N型连接器通常有50欧姆和75欧姆两种规格，其频段范围可从0GHZ至11GHz，有些型号甚至能够达到18GHZ，因此N型连接器被广泛应用于雷达、天线、卫星通讯、微波测量等领域。N型连接器的优点包括机械强度大、防水防尘性能好、抗老化性能强、性能稳定、易于安装和拆卸、接触和信号传输性能优良等。此外，N型连接器的缺点是体积较大，不能满足高密度集成的要求，同时价格也比其它类型的连接器略贵。

N型连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

TNC(Threaded Neill–Concelman)连接器：TNC 连接器采用螺纹连接方式，相比一些卡口式连接，连接更为牢固，在振动等环境下也能保持稳定的连接，具有良好的抗震性。例如在一些移动通讯设备中，即使设备经常受到振动，TNC 连接器也能确保信号的稳定传输。

TNC连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

BNC(Bayonet Nut Connector)连接器：常用于视频监控、仪器仪表等领域。一般支持的信号频率范围为 0 到 4GHz，有高精度的 BNC 连接器频率可达 12GHz 或更高。常见的特性阻抗有 50 欧姆与 75 欧姆两种，其中 50 欧姆的 BNC 连接器主要用于射频信号传输等大多数射频应用；75 欧姆的 BNC 连接器则常用于广播、音频 / 视频和低频通信等结构。

BNC转接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

除此之外，在射频同轴连接器中，有时候还有2.4mm/3.5mm/2.92mm连接器这些代称。它们通常是指连接器的尺寸规格或接口类型，代表不同的连接器特性和应用场景。

2.4mm 连接器：具有非常高的频率范围，可支持到 50GHz 甚至更高。它的尺寸相对较小，具有低反射和低损耗的优点。主要用于极高频率的射频系统，如高端测试设备、毫米波通信等领域。

2.92mm 连接器：具有较高的频率范围和低损耗特性。它的工作频率可以高达 40GHz 甚至更高。常用于高频测试测量设备、微波通信系统、雷达等对频率要求较高的领域。

3.5mm 连接器：其频率范围通常可达到 26.5GHz 左右，最高可达34GHz。相比 2.92mm 连接器，它的尺寸稍大一些。在一些中高频的射频应用中较为常见，如通信设备、电子测试仪器等。

如何选择连接器？

对于我们射频和天线设计而言，常用的射频连接器集中在SMA和SMP类型。大家根据自己所需的频段选择对应的连接器大类。不过，在实际应用中，选好大类后还有进行小类别细分。这里就需要根据实物设计的装配方式来因地制宜了。

例如，侧馈式和背馈式微带贴片天线就可以分别选择下图两种SMA连接器。

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虽然这些连接器是按50欧姆标准进行设计的，但实际馈电中若不进行电磁仿真，很容易造成端口失配的现象。以50欧姆同轴线和微带线级联为例。下图所示的仿真模型仅考虑理想的同轴线与微带线级联，其同轴线的端口反射系数在12~18GHz内均小于-20dB。

如果仿真完后直接去买来一个射频同轴连接器焊接上进行测试，我们就会发现端口反射系数在高频会迅速恶化。这是因为连接器上的法兰盘多了2条金属柱，造成了阻抗的不匹配现象。

为了优化传输系数，我们可以考虑在金属柱下方增加2条接地的矩形条，利用Txline大致计算这种结构下应该设置多大的GSG间隙。

选择合适的射频连接器，可以看出端口仿真系数就没有问题了！

如果连接器种类已经没办法更改了，还有什么其他方法来缓解这个现象么？

①可以尝试手动将法兰盘上金属柱的长度剪短一点。 

②同样用Txline，重新选择合适的线宽和间隙，使得计算的共面波导传输线的特性阻抗大致为50欧姆，实现50欧姆同轴线-50欧姆共面波导传输线-50欧姆微带传输线的三线转换。

看到这里，是不是就学会了万无一失了呢？NO！注意你待测试线缆的接口类型，内螺纹还是外螺纹，公头还是母头。连接器的接口需要与之相适配。

如果买错了怎么办呢？那只有买个转换器了。如果你转换器还是买错了怎么办？那就只能凉拌咯！

PCB连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

电缆连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

面板式连接器（图片来源：rftop.cn频优微波）

射频转接器（图片来源：rftop.cn频优微波）