Statmenasis koaksinis jungiklis: privalumai ir montavimas

Statmenasis koaksinis jungiklis: privalumai ir montavimas

Kai sistemų integratoriai pirmą kartą susiduria su stačiakampiais koaksialiniais jungikliais, dažnai priima prielaidą, kad jie yra elektriškai ekvivalentūs tiesioginiams jungikliams su išorine 90 laipsnių kabelio lenktuve. Remdamasis savo patirtimi kuriant RF signalų kelius stalčių ir plokštumų integruotose sistemose, ši prielaida sukuria problemas būtent tose dažnių srityse, kur našumo ribos yra svarbiausios. Stačiakampis koaksialinis jungiklis nėra paprasčiausiai tiesioginis jungiklis, lenktas 90 laipsnių kampu – vidinio laidininko kelio geometrija per kampo perėjimą skiriasi, o VSWR našumas dažniuose virš 6 GHz turi būti nepriklausomai patvirtintas konkrečiam stačiakampiam variantui.

Kodėl egzistuoja stačiakampis formos faktorius

Pagrindinė įrengimo problema, kurią išsprendžia stačiųjų kampų koaksialiniai jungikliai, yra laidų trasavimas ribotose erdvėse. Kai jungiklio prievado atverstis nukreipta tiesiai į plokštę ar korpuso sieną, tiesus jungiklis priverčia laidą nutolti nuo paviršiaus, o vėliau reikalauja rankiniu būdu lankstyti jį atgal link trasavimo kelio. Šis lankstymas sukelia mechaninį įtempimą laidų išoriniame laidininke ir gali deformuoti dielektriką tiek, kad pasikeistų charakteristinė varža lankstymo vietoje.

Profesinėje RF signalų grandinėje, veikiančioje 3 GHz ar aukštesniu dažniu, mechaninis įtempimas priverstinio laidų lankstymo vietoje tiesiogiai lemia matomą varžos netolygumą – jis matomas kaip padidėjęs VSWR grįžtamojo nuostolio tyrimo metu pastoviais dažnio intervalais.

Sąsajos standartai ir suderinamumas

Teisingo stačiojo kampo koaksinio jungiklio pasirinkimas prasideda nuo sąsajos standarto.

• SMA 50 Ohm, nuolatinės srovės–18 GHz standartinis diapazonas. SMA stačiojo kampo adapteriai dažnai naudojami kompaktiškuose RF korpusuose ir plokštumų su grandinėmis (PCB) šalia esančiuose laidų maršrutuose. SMA stačiojo kampo adapteris atlieka abu vaidmenis – krypties pakeitimą ir sąsajos konvertavimą, kai prievado ir kabelio užbaigimo tipai skiriasi.
• BNC nuolatinės srovės–4 GHz standartinis diapazonas. Stačiojo kampo BNC jungikliai naudojami bandymų ir matavimų įrenginiuose, saugos sistemose bei vaizdo įrangoje, kuriose bagnetinis užraktas ir stačiojo kampo geometrija supaprastina plokštės laidų valdymą.
• N-Tipas nuolatinės srovės–11–18 GHz. Naudojami lauko bazinės stoties maitinimo linijose ir aukštos galios RF įrenginiuose, kur sukabintasis sujungimas užtikrina mechaninę stabilumą vibracijų sąlygomis.
• F-tipas tik vartotojų vaizdo ir kabelinės televizijos tikslams. Netinka profesionaliems RF grandinėms, veikiančioms virš 1 GHz.

Mišriems sąsajos tipams skirtose infrastruktūrose SMA stačiakampis adapteris jungia skirtingus jungtukų standartus krypties keitimo taške, o BNC stačiakampis adapteris naudojamas žemesnių dažnių bandymų ryšiams. Kai laidų ir prievadų sąsajos skiriasi, SMA į koaksialinį laidą adapteris gali išspręsti neatitikimą be reterminavimo — jei jis yra pritaikytas jūsų darbiniam dažniui ir išlaiko 50 omų impedansą per visą konversiją.

Tiesusis, stačiakampis ir plokštuminis montavimas: montavimo formos palyginimas

Žemesnės nei 3 GHz dažnio srityje su tinkamu laidų atstumu tiesus jungtukas palieka signalo kelią paprastą. Sunkiai pasiekiamose korpuso vietose stačiojo kampo jungtukas pašalina įtempimą laiduose ir stabilizuoja montavimą vibracijos sąlygomis. Plokštės montavimas prideda pertvaros atramą, kuri atskiria vidinius ir išorinius laidų jungimus.

Impedanso pritaikymas ir aukšto dažnio našumas

10 GHz dažnyje net trumpa impedanso netolygumą per jungtuko korpusą sukelia matomą atspindį. Gerai suprojektuotas stačiojo kampo jungtukas išlaiko 50 omų impedansą per kampo perėjimą, kontroliuodamas vidinio laidininko geometriją ir dielektrinę pasiskirstymą. Jungtukas, kuris tai pasiekia 6 GHz dažnyje, gali to nepasiekti 12 GHz dažnyje – todėl aukšto dažnio stačiojo kampo jungtukų pirkimo specifikacijose turi būti nurodyti VSWR duomenys viršutiniame numatyto dažnių diapazono krašte.

Aš tikėjausi, kad stačiojo kampo jungtis bus silpniausia vieta 12 GHz dažnyje išmatuotoje montuotėje. Matavimai parodė priešingai: jungtis atitiko technines specifikacijas; padidėjęs atspindėjimo nuostolis kilo iš kabelio lenkimo tiesiog už stačiojo kampo korpuso. Jungties impedansą kontroliuojantis perėjimas veikia kaip numatyta tik tada, kai kabelis išeina be įtempties.

Kabeliai, sujungti su stačiuosius kampu turinčiais jungikliais, turi išlaikyti nuoseklią varžą visame ilgyje. LMR400 mažų nuostolių 50 omų koaksialinis kabelis užtikrina suderintą 50 omų sąsają stačiojo kampo perėjimui. Iš anksto užbaigti variantai, pvz., Worldpeak RG316 TriCoax iš anksto užbaigtas kabelių rinkinys, pašalina lauko montavimo kintamuosius. Vietos ribotose aplikacijose Worldpeak RG196 50 omų koaksialinis kabelis siūlo inžinerinio lygio specifikacijas tiksliai stačiojo kampo konfigūracijai.

Montavimo instrukcijos

Kampinės padėties tinkamas nustatymas prieš priveržimą yra įdiegimo kintamasis, kuris dažniausiai blogina našumą stačiakampiuose koaksialiniuose jungikliuose. Stačiakampio formos korpusas turi sukimosi laisvės laipsnį, kurio tiesioginiai jungikliai neturi – priveržus pagal nurodytą momentą korpusas lieka laisvas nukreipti į kryptį, kuri sukelia šoninę įtempimą laidui. Du technikai, dirbantys pagal tą pačią priveržimo momentą, bet skirtingais kampinės padėties nustatymo įpročiais, 5 GHz dažnyje gaus matomai skirtingus VSWR rezultatus.

Prieš galutinį priveržimą įsitikinkite, kad stačiakampio formos korpusas nukreiptas į numatytą laidų vedimo kryptį ir kad laidas išeina be antrinio lenkimo. Nenaudokite laido, kad sustabdytumėte korpuso sukimosi judėjimą montuojant. Po montavimo trumpa įėjimo nuostolių ir atspindėtų signalų nuostolių analizė patvirtina, ar sujungimas ir kampinė padėtis davė tikėtinas charakteristikas. Padidėjęs atspindėtų signalų nuostolis pastoviu dažnių modeliu rodo jungiklio sujungimo problemą arba kampinės padėties nuokrypį – tai reikia patikrinti prieš įtardami laidą.

Pasirinkimo nuoroda sistemų integratoriams ir remontų inžinieriams

Pagrindiniai stačiojo kampo koaksinių jungiklių pasirinkimo kriterijai:

1. Sąsajos standartas : Priderinkite korpuso sąsają (SMA, BNC, N tipo, F tipo) prie abiejų prievado ir kabelio. Mišrių sąsajų atveju reikia naudoti tipo keitimo adapterį stačiojo kampo korpusyje.
2. Dažnių intervalas : Patikrinkite, ar stačiojo kampo varianto VSWR specifikacija atitinka jūsų darbo dažnį – tiesiojo varianto specifikacija automatiškai neperduodama.
3. Impedanso vientisumas : Įsitikinkite, kad stačiojo kampo korpusas išlaiko 50 Om per stačiojo kampo perėjimą, o ne tik sujungimo vietoje.
4. Montavimo forma : Stačiojo kampo jungikliai – vietos apribojimams nulemtam laidų vedimui; plokštuminiai montavimui – fiksuotam pertvaros orientyrui.
5. Kabelio suderinamumas : Naudokite kabelį, kurio impedansas ir ekranavimas atitinka jungiklio projektavimo tikslus.

Sistemos integratoriai, kurie pirkia SMA, BNC ir N tipo šeimų jungtukus – įskaitant stačiojo kampo variantus – gali įsigyti visą sąsajos asortimentą iš „Worldpeak“, kurios RF jungtukų ir laidų rinkinių asortimentas apima dažnių diapazoną nuo nuolatinės srovės iki 18 GHz. Stačiojo kampo konfigūracijos apima bangos pasipriešinimo kontroliuojamą kampo perėjimo geometriją, tinkamą aukšto dažnio programoms.