Современная электроника №4/2021

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2021 Соединители SMA с предельной частотой до 34 ГГц. Эволюция продолжается Рис. 1. Вилки и розетки соединителей SMA: а) интерфейс; б) внешний вид Рассмотрены основные направления эволюции соединителей SMA: расширение диапазона рабочих частот и повышение надёжности контакта между вилкой и розеткой. Показаны особенности коаксиальной линии, конструктивные и электрические параметры стандартных соединителей SMA (предельная частота 18 ГГц), соединителей Super SMA (предельная частота 27 ГГц) и оптимизированного Super SMA (предельная частота 32...34 ГГц). Кива Джуринский (kbd.istok@mail.ru ) Соединители SMA Соединители SMA (SubMiniature A) были разработаны в США в 1958 году. С 1968 года их выпускают по стандар- ту MIL-C-39012 для применения в воен- ной аппаратуре. В этом соединителе с волновым сопротивлением 50 Ом при- менена коаксиальная линия размерами 4,15/1,27 мм, заполненная фторопла- стом, и резьбовое соединение (амери- канская дюймовая резьба 0,250-36 UNS) вилки и розетки (см. рис. 1) [1]. СоединителиSMAминиатюрны, имеют достаточновысокийуровеньпараметров, технологичнывизготовлении. В связи с этимихширокоприменяют врадиоэлек- тронной аппаратуре для военной, аэро- космической, телекоммуникационной, медицинской и других областей техни- ки. Внастоящее время в устройствахСВЧ- соединители типов SMA и N составляют около 50% от всех применяемых радио- частотных соединителей. Гарантирован- нойпредельнойчастотойкабельныхсое- динителейSMAпринятосчитать18ГГцв сочетании с полужёстким радиочастот- ным кабелем и 12,4 ГГц – с гибким кабе- лем [1]. Основныепараметрысоедините- лей SMAприведеныв таблице 1. Соединители SMA были созданы более 60 лет назад, однако работы по их совершенствованию не прекраща- ются и в настоящее время. Основной целью этих работ является увеличение жёсткости конструкции соединителей для повышения надёжности контакти- рования вилки и розетки, а также рас- ширение диапазона рабочих частот. Недостаточная жёсткость конструкции соединителя SMA обусловлена неболь- шой (менее 0,23 мм) толщиной стенки розетки в области её сочленения с вил- кой. Предельную частоту соединителя SMA можно увеличить, если использо- вать в полной мере возможности его коаксиальной линии. Действительно, теоретическая предельная частота, f пред (ГГц), при которой в коаксиаль- ной линии соединителя с внутренним диаметром наружного проводника D , диаметром центрального проводника d и диэлектрической проницаемостью изолятора ε ещё не возникают нежела- тельные волны высшего типа, равна [1]: . Для соединителя SMA f пред прибли- зительно равна 26,5 ГГц. Поэтому Southwest Microwave, Amphenol RF, Mo- lex, Radiall и другие зарубежные ком- пании поставили задачу максимально использовать возможности коаксиаль- ной линии соединителя SMA и расши- рить его диапазон рабочих частот с 18 до 26...27 ГГц. Созданные различными компания- ми в начале 2000-х годов соедините- ли с предельной частотой 26...27 ГГц имеют следующие названия: SMA 26,5 GHz, SMA 27 GHz, Super SMA, SMA HF Interface, EPSMA, High Performance SMA, Optimized SMA, Extended-Frequency SMA. В данной статье эти соединители названы Super SMA. Соединители Super SMA Внутренняя геометрия соедините- лей Super SMA для обеспечения низкого коэффициента отражения оптимизи- рована с использованием моделиро- вания методом конечных элементов. Работы по созданию соединителей SMA c предельной частотой до 27 ГГц прово- дились по двум направлениям: 1. изменение внутренней геометрии соединителя за счёт применения изолятора с меньшей, чем у фторо- пласта, диэлектрической проница- емостью; 2. повышение точности размеров и чи- стоты обработки поверхности коак- сиального канала соединителя. Например, компания Southwest Mic- rowave в розетке Super SMA заменила фторопластовый изолятор с диэлек- трической проницаемостью 2,05 ... 2,1 материалом с диэлектрической про- ницаемостью 1,82 [2]. Благодаря этому Таблица 1. Основные параметры соединителей SMA и Super SMA Параметры соединителей SMA Super SMA Рабочий диапазон частот, ГГц 0–18 0...(26...27) Максимальный КСВН прямых кабельных соединителей (в диапазоне частот, ГГц) в зависимости от типа кабеля 1,2...1,5 (0–18) 1,25 (0...26) Максимальная величина потерь прямых соединителей, дБ (в диапазоне частот, ГГц) 0,30 (0...18) 0,30 (0...18) Допустимая пропускаемая мощность, Вт (на частоте, ГГц) 110 (10), 70 (18) 110 (12,4...18) Рабочее напряжение на уровне моря, В 335 335 Экранное затухание (на частотах f, ГГц), дБ –60…–(90 – f) –(100 – f) Сопротивление изоляции, МОм, не менее 5000 5000...10000 Гарантированное количество соединений и рассоединений 500 500 Рабочий диапазон температур,°С –65…+165 –55…+165 а б