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射頻連接器種類繁多，它們廣泛應(yīng)用于汽車、軍事/航空、通信和無線產(chǎn)業(yè)。這幾種應(yīng)用都具有一個共同特征，即需要在越來越局促的空間內(nèi)容納越來越小的互連。在有些情況下，這意味著在縮小連接器的封裝體積的同時還要提高工作頻率(對于無線應(yīng)用來說，頻率達(dá)到2.5GHz；而對于寬帶應(yīng)用，頻率更高達(dá)6GHz)，而這正是所有連接器制造商都面臨的一項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
正如ITT 工業(yè)公司的75歐姆通信產(chǎn)品經(jīng)理George Blazas指出，在美國通信行業(yè)，由于電話局的空間變得越來越寶貴，以及重新設(shè)計后的設(shè)備尺寸變小，提高連接器密度、縮小尺寸和改善性能已成為一種必然的趨勢。該公司的無線產(chǎn)品經(jīng)理Ted Worroll也表示，在無線應(yīng)用領(lǐng)域，連接器也需要縮小尺寸和提高頻率，同時也面臨降低成本和模塊化的問題。他說：“模塊化是指把不同的連接器封裝在一個模塊之中，而提高密度是指縮小連接器的尺寸或者占用的電路板空間，二者略有不同�！�
隨著相機(jī)、上網(wǎng)功能和高分辨率彩屏等新特點(diǎn)進(jìn)入手機(jī)之中，不僅對射頻連接器的互連系統(tǒng)產(chǎn)生巨大影響，而且對傳送低頻或射頻信號的板對板和板對元件應(yīng)用中的所有元件的互連系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。與之相應(yīng)地，連接器制造商正在關(guān)注新的制造工藝和材料，以滿足上述新的需求。它們的研究成果包括尺寸更小的BNC和MCX連接器、新型板對板連接器、微型同軸電纜連接器。有些新的設(shè)計還具有便于使用的插入式鎖扣接口和塑料電鍍技術(shù)。
微型化、低阻抗是射頻連接器的永恒訴求
在射頻應(yīng)用領(lǐng)域，連接器通常是越小越好。Tyco Electronics公司的射頻產(chǎn)品全球銷售經(jīng)理David Gravina表示，微型化在新產(chǎn)品開發(fā)方面正在發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)楫a(chǎn)品尺寸變得越來越小，封裝密度越來越高。Bomar和Tyco等一些連接器制造商已推出微型BNC連接器，用于通信和視頻/廣播應(yīng)用。這些連接器通常具有較高的性能，工作頻率從1GHz提高至2GHz。
例如，Tyco的新款微型BNC連接器具有鎖扣機(jī)制，并允許更快地連接和脫離，同時把密度提高了40%。這種新型連接器的插拔壽命為500次，頻率高達(dá)2GHz。它也能與其它BNC連接器相連。PC板上的插座使用與標(biāo)準(zhǔn)BNC插座同樣的占位面積，以便在DS3通信應(yīng)用中進(jìn)行插入式替換。該公司表示，此外，它利用標(biāo)準(zhǔn)BNC安裝工具，因此不必重新培訓(xùn)現(xiàn)場安裝人員。
Tyco的微型BNC連接器具有直形和直角形兩種插頭配置，滿足常見的電纜尺寸，并可以提供直形和直角形PCB插座，用于電路板安裝配置。該公司表示，也可以開發(fā)適合其它電纜尺寸和適配器的連接器。在典型的生產(chǎn)批量情況下，直形電纜插頭價格為2.35美元，直角電纜插頭為2.61美元，直形插座價格為1.34美元，直角插座價格為2.10美元。可以提供樣品。
與之類似，Bomar公司的微型BNC連接器具有迅速連接/脫離接口，所需PC板空間比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品少三分之一。適于高密度射頻設(shè)計，50歐姆的型號適用于500MHz以上的應(yīng)用，通常在1GHz時反射很低，而75歐姆連接器即使工作在3GHz時的電壓駐波比也很低。
連接器制造商亦在開發(fā)超小型MCX (MMCX)射頻連接器。這些連接器可以用于汽車、全球定位系統(tǒng)和無線應(yīng)用。Tyco公司的MMCX射頻連接器把尺寸縮小了35%，滿足未來系統(tǒng)升級對于從直流到6GHz的寬帶性能要求。
但是，MMCX的尺寸還在不斷縮小。Molex公司今年稍晚的時候?qū)⑼瞥銎銼SMCX連接器，以用來取代MMCX。據(jù)稱，SSMCX是50歐姆連接器，占位面積縮小30%，電氣性能提高10%，具有插入式鎖扣機(jī)制，面向內(nèi)置802.11天線的筆記本電腦應(yīng)用。這種新產(chǎn)品將在兩三個月后上市。
Tyco的Gravina表示，除了繼續(xù)向縮小占位面積方向努力之外，還有一個趨勢是使用更多的板對板互連，以取消電纜裝配，特別是在面向手機(jī)設(shè)計的時候。Tyco最近開發(fā)出的一種板對板連接器，是一種低高度、一體式的射頻連接器，高度從4mm到14mm不等，頻率最高為4GHz。
此外，ITT的Worroll還指出，電池消耗也是一個問題，它意味著手機(jī)制造商越來越重視其它不消耗電力的元件。ITT為此開發(fā)出了一種表面安裝的通用接觸系統(tǒng)，它除了尺寸較小以外，其接觸阻抗只有20毫歐，所以不會消耗大量電力。這種通用連接器的最小觸點(diǎn)間距為1.35mm，可以放置在小型器件的下面，設(shè)計人員可以把連接器擺放成任何角度。
ITT同時在為手機(jī)開發(fā)小型射頻連接器。該公司的最新產(chǎn)品將于近期推出，相比現(xiàn)有產(chǎn)品5.6×4.0mm的尺寸，新產(chǎn)品的占位面積僅為2.6平方毫米，高度為1.6mm。此外，該公司新的LPC系列連接器工作頻率高達(dá)6GHz，插拔壽命為12,000次，角度誤差允許達(dá)到3度。
ITT還將推出新系列的超小型微型同軸電纜組件。這種同軸電纜有五層，分別是導(dǎo)體、絕緣層、金屬箔片、網(wǎng)狀屏蔽和外殼，外徑只有42gauge。該連接器的觸點(diǎn)間距約為0.3mm或0.4mm。
該公司目前供應(yīng)一種2.4GHz 射頻板對板連接器，高度為4.5mm，消除了對不準(zhǔn)的問題。這種連接器具有一個彈簧式地線和信號觸點(diǎn)，通過連接器和與兩個電路板相連把阻抗控制在50歐姆以內(nèi)。其它關(guān)鍵規(guī)格還包括頻率為6GHz時最大電壓駐波比為1.3，插拔壽命超過100次，允許徑向移動1.6mm，軸向移動1mm，角度誤差為3度。
Cinch Connectors公司最近改善了它的75歐姆BBF(寬帶頻率)系列連接器。目前應(yīng)用頻率從750 MHz到1.5GHz，面向FTTU、光纖與同軸電纜混和網(wǎng)絡(luò)、線纜接入節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)接口部件等高速應(yīng)用。該公司表示，新型BBF連接器使用了一種絕緣材料，具有極好的電氣性能，如獨(dú)特的三點(diǎn)高強(qiáng)度觸點(diǎn)，回波損耗低，1.5 GHz時電壓駐波比僅為1.2等。
該系列連接器提供直角安裝形式以及插座-插座適配器，可與多種F電纜連接器可靠配合，工作溫度范圍在-40℃至105℃之間，其獨(dú)特的帶棱紋的PCB柱可牢固安裝在PCB板上，能保持波峰焊時的穩(wěn)定性。
方便的鎖扣式連接
設(shè)計人員希望使接口連接更加方便，不必使用鉗子，以大大簡化安裝，目前這個目標(biāo)正在實(shí)現(xiàn)。例如，ITT在它的一些產(chǎn)品線中，已用一種正向鎖扣接口取代傳統(tǒng)的BNC接口。前者主要用于歐洲市場。該公司的Blazas表示，這不僅縮小了連接器的尺寸和提高了性能，而且更加容易安裝，并沒有犧牲易組裝性和現(xiàn)場可更換性。目前，ITT的Type 43SMZ連接器和微型1.0/2.3高密度75歐姆連接器都可以正向鎖扣。
Winchester Electronics推出了一系列新型射頻連接器，面向從軍用雷達(dá)和衛(wèi)星系統(tǒng)到無線通訊的各種應(yīng)用，這些連接器具有插入鎖扣式迅速連接/脫離接口。Winchester公司的WSML超小型閉鎖射頻連接器旨在取代線對面板或線對PC板應(yīng)用中的threaded SMA連接器，具有正向插入鎖扣接口。這種50歐姆的連接器適應(yīng)頻率高達(dá)18GHz，而且包括一種先接觸后脫離的功能，允許連接器在系統(tǒng)不斷電的情況下接合。
Winchester公司還提供MXC和MMCX連接器，具有插入鎖扣接口，并可以滿足高頻需求。MCX 射頻連接器分為50和75歐姆兩種，工作頻率可達(dá)6GHz，尺寸是SMB連接器的三分之一。這些產(chǎn)品可以用于天線和通訊基站。其50歐姆MMCX線對PC板連接器用于空間有限和頻率較高的應(yīng)用，如手持無線設(shè)備、測試與測量設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備等。
降低裝配成本
除了縮小尺寸和提高密度以外，許多射頻設(shè)計廠商要求降低裝配成本，這導(dǎo)致許多連接器制造商尋找替代材料和制造工藝。
例如，Tyco公司利用一種特殊的塑料電鍍技術(shù)，也稱之為模塊化互連器件(MID)技術(shù)，作為一種解決尺寸、可制造性和成本問題的解決方案。Tyco的Siemax開關(guān)同軸產(chǎn)品采用了MID技術(shù)，通過在一個模塊中封裝二、三或四個連接器，縮小了尺寸并提高了密度。在幾年前推出這個產(chǎn)品以后，Tyco對MID工藝進(jìn)行了改進(jìn)，占位面積略有縮小，并準(zhǔn)備在微型MCX和SMB等其它產(chǎn)品中采用這種工藝。該公司稱，除了減少了元件數(shù)量(從三個減少到兩個)并降低了成本以外，這種技術(shù)的其它好處還包括可復(fù)制性和共面效率。
Molex公司也在對使用塑料電鍍技術(shù)進(jìn)行評估。Molex旗下射頻/微波連接器部門的銷售經(jīng)理Roger Kauffman表示，該技術(shù)可以使設(shè)計人員在屏蔽與信號處理方面具有靈活性和創(chuàng)造性。他還指出，有一個相當(dāng)明顯的趨勢是采用封裝式或ganged連接器。設(shè)計人員希望把六個、八個、十個或更多的連接器封裝在一個模塊或面板之中。他說，這樣做的關(guān)鍵好處是易于安裝，而且密度可能略有提高，因?yàn)檫B接器可以相當(dāng)緊密地封裝在一起。
這些ganged連接器產(chǎn)品一般需要定制，但是Kauffman指出，不要因?yàn)樾枰ㄖ贫鴧s步，Molex在射頻應(yīng)用方面取得成功的一個因素就是提供定制連接器，而沒有較高的加工成本或者延長交貨期。Molex可以在六周內(nèi)完成定制產(chǎn)品訂單，與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的交貨期相當(dāng)。ITT的Blazas也認(rèn)為，廠商必須盡快供貨，“我們必須在幾天內(nèi)交貨，而不是幾周或幾個月�！备鶕�(jù)該公司基于價值的產(chǎn)品開發(fā)(VBPD)策略，ITT能夠在幾天內(nèi)提供試生產(chǎn)器件。
作者：魯思奇 | 
