ขั้วต่อเสาอากาศเป็นขั้วต่ออิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์และสายเคเบิลความถี่วิทยุหน้าที่หลักคือการส่งสัญญาณความถี่สูง
ขั้วต่อมีคุณสมบัติการจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการสะท้อนและการสูญเสียของสัญญาณจะลดลงในระหว่างการส่งสัญญาณระหว่างขั้วต่อและสายเคเบิลโดยปกติแล้วจะมีคุณสมบัติป้องกันที่ดีเพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกไม่ให้ส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณ
ประเภทตัวเชื่อมต่อเสาอากาศทั่วไป ได้แก่ SMA, BNC, N-type, TNC ฯลฯ ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน
บทความนี้จะแนะนำให้คุณรู้จักกับตัวเชื่อมต่อที่ใช้กันทั่วไปหลายตัว:
ความถี่การใช้งานตัวเชื่อมต่อ
ขั้วต่อ SMA
ขั้วต่อโคแอกเชียล RF ประเภท SMA เป็นขั้วต่อ RF/ไมโครเวฟ ออกแบบโดย Bendix และ Omni-Spectra ในช่วงปลายทศวรรษ 1950เป็นตัวเชื่อมต่อที่ใช้กันมากที่สุดแห่งหนึ่งในขณะนั้น
เดิมที ขั้วต่อ SMA ใช้กับสายโคแอกเชียลกึ่งแข็งขนาด 0.141 นิ้ว ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการใช้งานไมโครเวฟในอุตสาหกรรมทหาร โดยมีการเติมไดอิเล็กทริกด้วยเทฟลอน
เนื่องจากขั้วต่อ SMA มีขนาดเล็กและสามารถทำงานที่ความถี่สูงกว่าได้ (ช่วงความถี่คือ DC ถึง 18GHz เมื่อจับคู่กับสายเคเบิลกึ่งแข็ง และ DC ถึง 12.4GHz เมื่อจับคู่กับสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น) จึงได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วขณะนี้บางบริษัทสามารถผลิตตัวเชื่อมต่อ SMA ประมาณ DC~27GHz ได้แม้แต่การพัฒนาตัวเชื่อมต่อคลื่นระดับมิลลิเมตร (เช่น 3.5 มม., 2.92 มม.) ยังพิจารณาความเข้ากันได้ทางกลไกกับตัวเชื่อมต่อ SMA
ขั้วต่อ SMA
ขั้วต่อ BNC
ชื่อเต็มของตัวเชื่อมต่อ BNC คือตัวเชื่อมต่อแบบ Bayonet Nut (ตัวเชื่อมต่อแบบ snap-fit ชื่อนี้อธิบายรูปร่างของตัวเชื่อมต่อนี้อย่างชัดเจน) ตั้งชื่อตามกลไกการล็อคการติดตั้งแบบดาบปลายปืนและนักประดิษฐ์ Paul Neill และ Carl Concelman
เป็นขั้วต่อ RF ทั่วไปที่ลดการสะท้อน/การสูญเสียคลื่นให้เหลือน้อยที่สุดโดยทั่วไปแล้วตัวเชื่อมต่อ BNC จะใช้ในการใช้งานความถี่ต่ำถึงกลาง และใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารไร้สาย โทรทัศน์ อุปกรณ์ทดสอบ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ RF
ขั้วต่อ BNC ยังใช้ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ยุคแรกๆ อีกด้วยขั้วต่อ BNC รองรับความถี่สัญญาณตั้งแต่ 0 ถึง 4GHz แต่ก็สามารถทำงานได้สูงสุด 12GHz หากใช้เวอร์ชันคุณภาพสูงพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับความถี่นี้อิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะมีสองประเภทคือ 50 โอห์มและ 75 โอห์มขั้วต่อ BNC 50 โอห์มเป็นที่นิยมมากขึ้น
ขั้วต่อชนิด N
ขั้วต่อเสาอากาศชนิด N ถูกคิดค้นโดย Paul Neal ที่ Bell Labs ในทศวรรษที่ 1940เดิมตัวเชื่อมต่อ Type N ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของด้านการทหารและการบินสำหรับการเชื่อมต่อระบบเรดาร์และอุปกรณ์ความถี่วิทยุอื่นๆตัวเชื่อมต่อชนิด N ได้รับการออกแบบด้วยการเชื่อมต่อแบบเกลียว ให้การจับคู่อิมพีแดนซ์และประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีและเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูงและความถี่ต่ำ
ช่วงความถี่ของตัวเชื่อมต่อ Type N มักจะขึ้นอยู่กับการออกแบบและมาตรฐานการผลิตเฉพาะโดยทั่วไปแล้ว ตัวเชื่อมต่อชนิด N สามารถครอบคลุมช่วงความถี่ตั้งแต่ 0 Hz (DC) ถึง 11 GHz ถึง 18 GHzอย่างไรก็ตาม ตัวเชื่อมต่อชนิด N คุณภาพสูงสามารถรองรับช่วงความถี่ที่สูงกว่าได้ถึงมากกว่า 18 GHzในการใช้งานจริง ตัวเชื่อมต่อชนิด N ส่วนใหญ่จะใช้ในการใช้งานความถี่ต่ำถึงปานกลาง เช่น การสื่อสารไร้สาย การแพร่ภาพกระจายเสียง การสื่อสารผ่านดาวเทียม และระบบเรดาร์
ขั้วต่อชนิด N
ขั้วต่อ TNC
ตัวเชื่อมต่อ TNC (Threaded Neill-Concelman) ได้รับการคิดค้นร่วมกันโดย Paul Neill และ Carl Concelman ในช่วงต้นทศวรรษ 1960เป็นขั้วต่อ BNC เวอร์ชันปรับปรุงและใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบเกลียว
ความต้านทานลักษณะเฉพาะคือ 50 โอห์ม และช่วงความถี่การทำงานที่เหมาะสมที่สุดคือ 0-11GHzในย่านความถี่ไมโครเวฟ ขั้วต่อ TNC ทำงานได้ดีกว่าขั้วต่อ BNCมีลักษณะของความต้านทานแรงกระแทกที่แข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือสูง คุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ฯลฯ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์วิทยุและเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์เพื่อเชื่อมต่อสายโคแอกเชียล RF
ขั้วต่อ 3.5 มม
ขั้วต่อ 3.5 มม. เป็นขั้วต่อโคแอกเซียลความถี่วิทยุเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตัวนำด้านนอกคือ 3.5 มม. ความต้านทานลักษณะเฉพาะคือ 50Ω และกลไกการเชื่อมต่อคือเกลียว 1/4-36UNS-2 นิ้ว
ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 บริษัท Hewlett-Packard และ Amphenol ในอเมริกา (พัฒนาโดยบริษัท HP เป็นหลัก และการผลิตในช่วงแรกดำเนินการโดยบริษัท Amphenol) ได้เปิดตัวขั้วต่อขนาด 3.5 มม. ซึ่งมีความถี่ในการทำงานสูงถึง 33GHz และเร็วที่สุด คลื่นความถี่วิทยุที่สามารถใช้ได้ในย่านคลื่นมิลลิเมตรหนึ่งในขั้วต่อโคแอกเซียล
เมื่อเปรียบเทียบกับขั้วต่อ SMA (รวมถึง "Super SMA" ของ Southwest Microwave) ขั้วต่อ 3.5 มม. ใช้ไดอิเล็กทริกของอากาศ มีตัวนำด้านนอกที่หนากว่าขั้วต่อ SMA และมีความแข็งแรงเชิงกลดีกว่าดังนั้นไม่เพียงแต่ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าจะดีกว่าขั้วต่อ SMA เท่านั้น แต่ความทนทานเชิงกลและความสามารถในการทำซ้ำของประสิทธิภาพยังสูงกว่าขั้วต่อ SMA อีกด้วย ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมการทดสอบมากขึ้น
ขั้วต่อ 2.92 มม
ขั้วต่อ 2.92 มม. ผู้ผลิตบางรายเรียกว่าขั้วต่อ 2.9 มม. หรือชนิด K และผู้ผลิตบางรายเรียกว่าขั้วต่อ SMK, KMC, WMP4 ฯลฯ เป็นขั้วต่อโคแอกเซียลความถี่วิทยุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในตัวนำด้านนอก 2.92 มม.ลักษณะเฉพาะ ความต้านทานคือ 50Ω และกลไกการเชื่อมต่อคือเกลียวขนาด 1/4-36UNS-2 นิ้วโครงสร้างของมันคล้ายกับขั้วต่อ 3.5 มม. เพียงแต่มีขนาดเล็กกว่า
ในปี 1983 William.Old.Field วิศวกรอาวุโสของ Wiltron ได้พัฒนาตัวเชื่อมต่อ 2.92 มม./K-type ใหม่ โดยอาศัยการสรุปและการเอาชนะตัวเชื่อมต่อคลื่นมิลลิเมตรที่แนะนำก่อนหน้านี้ (ตัวเชื่อมต่อ K-type เป็นเครื่องหมายการค้า)เส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำด้านในของขั้วต่อนี้คือ 1.27 มม. และสามารถเชื่อมต่อกับขั้วต่อ SMA และขั้วต่อ 3.5 มม.
ขั้วต่อ 2.92 มม. มีสมรรถนะทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมในช่วงความถี่ (0-46) GHz และเข้ากันได้ทางกลไกกับขั้วต่อ SMA และขั้วต่อ 3.5 มม.ด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็นหนึ่งในตัวเชื่อมต่อ mmWave ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอย่างรวดเร็ว
ขั้วต่อ 2.4 มม
การพัฒนาตัวเชื่อมต่อ 2.4 มม. ดำเนินการโดย HP (รุ่นก่อนของ Keysight Technologies), Amphenol และ M/A-COMถือได้ว่าเป็นขั้วต่อ 3.5 มม. เวอร์ชันเล็ก ดังนั้นจึงเพิ่มความถี่สูงสุดได้อย่างมากตัวเชื่อมต่อนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบ 50GHz และสามารถทำงานได้สูงถึง 60GHzเพื่อที่จะแก้ปัญหาที่ตัวเชื่อมต่อ SMA และ 2.92 มม. มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหาย ตัวเชื่อมต่อ 2.4 มม. ได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดข้อบกพร่องเหล่านี้โดยการเพิ่มความหนาของผนังด้านนอกของตัวเชื่อมต่อและเสริมหมุดตัวเมียการออกแบบที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้ช่วยให้ตัวเชื่อมต่อ 2.4 มม. ทำงานได้ดีในการใช้งานความถี่สูง
การพัฒนาตัวเชื่อมต่อเสาอากาศได้พัฒนาจากการออกแบบเกลียวแบบธรรมดาไปจนถึงตัวเชื่อมต่อประสิทธิภาพสูงหลายประเภทด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ตัวเชื่อมต่อยังคงไล่ตามคุณลักษณะที่มีขนาดเล็กลง ความถี่ที่สูงขึ้น และแบนด์วิธที่ใหญ่ขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของการสื่อสารไร้สายตัวเชื่อมต่อแต่ละตัวมีลักษณะและข้อดีของตัวเองในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเลือกตัวเชื่อมต่อเสาอากาศที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญมากในการรับรองคุณภาพและความเสถียรของการส่งสัญญาณ
เวลาโพสต์: Dec-26-2023
