СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2014

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2014 Радиочастотные соединители с предельной частотой 40 ГГц: перспективы применения в отечественных изделиях СВЧ Соединители с предельной частотой 40 ГГц в настоящее время широко применяют в микроэлектронике сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн. За рубежом эти соединители выпускают десятки компаний США, Европы и Юго-Восточной Азии. Статья посвящена зарубежным и отечественным соединителям этого диапазона частот и перспективам их использования в отечественной микроэлектронике СВЧ. Кива Джуринский (Москва) Автор выражает благодарность А.А. Прокимову за полезные критические замечания при подготовке статьи к публикации Рабочий диапазон частот, ГГц 0 0–15 0–11 TNC Hi Freq. N Hi Freq. N MMCX MCX 7 mm 3,5 mm 2,92 mm (К) C BNC Blind Mate Mini Blind Mate Submini SMA Hi Freq. SMA HC TNC SSMC SSMB SSMA SMP SMC SMB SMA п/ж кабель 0–11 0–11 0–6 0–6 0–11 0–4 0–28 0–22 0–18 0–34 0–40 0–12,4 0–12,4 0–12,4 0–10 0–18 0–4 0–18 0–26,5 5 10 15 20 25 30 35 40 Э ВОЛЮЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЕЙ : ОТ SMA ДО 2,92 ММ Одна из главных тенденций развития микроэлектроники СВЧ – продвижение в область всё более высоких частот. Для этого потребовались радиочастотные соединители сначала сантиметрового, а затем и миллиметрового диапазонов длин волн. На рисунке 1 показаны пре- дельные частоты соединителей основ- ных типов [1]. Предельной можно считать верхнюю частоту применения соединителя с ещё приемлемыми параметрами согласова- ния. Предельная частота всегда мень- ше теоретической предельной часто- ты, при которой в коаксиальной линии соединителя существует только основ- ная ТЕМ-волна. С середины 1960-х годов и до наших дней в микроэлектронике СВЧ доми- нирует базовый соединитель SMA с предельной частотой 18 ГГц, имею- щий коаксиальную линию размера- ми 4,1/1,27 мм, заполненную фторо- пластом (см. рис. 2) [2, 3]. В таблице 1 приведены конструктивные параметры соединителей SMA. Для создания микроэлектронных устройств К- и K а -диапазонов частот необходимы были более высоко- частотные (чем SMA) соедините- ли. Первым шагом в этом направле- нии было создание соединителей 3,5 мм с предельной частотой 34 ГГц (соединители 3,5; 2,9; 2,4; 1,85 и 1,0 мм названы так по размеру внутренне- го диаметра наружного проводни- ка коаксиальной линии). За основу был взят соединитель SMA. Из него удалили фторопластовый изолятор, заменив его воздухом, и уменьши- ли размеры коаксиальной линии до 3,5/1,52 мм (см. рис. 3) [2]. Крепление внутреннего проводника и гермети- зация соединителя были выполнены при помощи опорной диэлектриче- ской шайбы. Первым в серии соеди- нителей 3,5 мм стал APC 3,5 (Amphenol Precision Connector 3.5 mm), разра- ботанный в 1976 году компаниями Amphenol и Hewlett Packard (ныне Agilent). Соединитель 3,5 мм совме- стим с базовым соединителем SMA, так как в них использовано одина- ковое резьбовое соединение «вилки» и «розетки» (резьба 1/4 ″× 36 UNS). За счёт уменьшения внутреннего диаме- тра наружного проводника коаксиаль- ной линии в соединителе 3,5 мм более чем в 2 раза (по сравнению с соедини- телем SMA) увеличена толщина стенки корпуса в области совмещения наруж- ных проводников «вилки» и «розетки». Поэтому соединители 3,5 мм имеют более жёсткую конструкцию и ста- бильные электрические параметры. В таблице 2 приведены конструктив- ные параметры соединителей 3,5 мм. В настоящее время соединители 3,5 мм выпускаются несколькими ком- паниями для применения в радиоизме- рительной аппаратуре. Коаксиальная линия с размера- ми 2,92/1,27 мм и предельной часто- той 40 ГГц была впервые реализо- вана в 1973 году Maury Microwave Corporation в соединителе MPC2 – первом радиочастотном соедините- ле миллиметрового диапазона длин волн [4]. Однако этот соединитель не нашёл применения из-за высокой стоимости и несовместимости с SMA. В 1974 году компания Maury создала усовершенствованный соединитель MPC3, по присоединительным разме- рам совместимый с SMA. Аналогич- ный соединитель WMP4 был разрабо- Рис. 1. Диаграмма предельных частот радиочастотных соединителей (обозначения типов соединителей согласно [1]) © СТА-ПРЕСС