Il connettore d'antenna è un connettore elettronico utilizzato per collegare apparecchiature a radiofrequenza e cavi. La sua funzione principale è quella di trasmettere segnali ad alta frequenza.
Il connettore presenta eccellenti caratteristiche di adattamento di impedenza, che garantiscono la minimizzazione delle riflessioni e delle perdite di segnale durante la trasmissione tra il connettore e il cavo. Solitamente possiede anche buone proprietà di schermatura per impedire che le interferenze elettromagnetiche esterne compromettano la qualità del segnale.
I tipi più comuni di connettori per antenne includono SMA, BNC, tipo N, TNC, ecc., adatti a diverse esigenze applicative.
Questo articolo vi presenterà anche alcuni connettori di uso comune:
Frequenza di utilizzo del connettore
Connettore SMA
Il connettore coassiale RF di tipo SMA è un connettore RF/microonde progettato da Bendix e Omni-Spectra alla fine degli anni '50. All'epoca era uno dei connettori più comunemente utilizzati.
In origine, i connettori SMA venivano utilizzati su cavi coassiali semirigidi da 0,141", impiegati principalmente in applicazioni a microonde nell'industria militare, con un dielettrico in Teflon.
Grazie alle sue dimensioni ridotte e alla capacità di operare a frequenze più elevate (da CC a 18 GHz con cavi semirigidi e da CC a 12,4 GHz con cavi flessibili), il connettore SMA sta rapidamente guadagnando popolarità. Alcune aziende sono ora in grado di produrre connettori SMA con frequenze operative intorno a CC ~ 27 GHz. Anche lo sviluppo di connettori a onde millimetriche (come quelli da 3,5 mm e 2,92 mm) tiene conto della compatibilità meccanica con i connettori SMA.
Connettore SMA
Connettore BNC
Il nome completo del connettore BNC è Bayonet Nut Connector (connettore a innesto rapido, nome che descrive in modo efficace la forma del connettore), dal suo meccanismo di bloccaggio a baionetta e dai suoi inventori Paul Neill e Carl Concelman.
Il connettore BNC è un connettore RF comune che minimizza la riflessione/perdita di onde. I connettori BNC sono tipicamente utilizzati in applicazioni a bassa e media frequenza e sono ampiamente impiegati in sistemi di comunicazione wireless, televisori, apparecchiature di test e apparecchiature elettroniche RF.
I connettori BNC venivano utilizzati anche nelle prime reti di computer. Il connettore BNC supporta frequenze di segnale da 0 a 4 GHz, ma può funzionare anche fino a 12 GHz se si utilizza una versione speciale di alta qualità progettata per questa frequenza. Esistono due tipi di impedenza caratteristica, ovvero 50 ohm e 75 ohm. I connettori BNC da 50 ohm sono i più diffusi.
Connettore di tipo N
Il connettore per antenna di tipo N fu inventato da Paul Neal presso i Bell Labs negli anni '40. I connettori di tipo N furono originariamente progettati per soddisfare le esigenze dei settori militare e aeronautico per il collegamento di sistemi radar e altre apparecchiature a radiofrequenza. Il connettore di tipo N è progettato con una connessione filettata, che offre un buon adattamento di impedenza e prestazioni di schermatura, ed è adatto per applicazioni ad alta potenza e bassa frequenza.
La gamma di frequenza dei connettori di tipo N dipende generalmente dalla progettazione specifica e dagli standard di produzione. In generale, i connettori di tipo N possono coprire una gamma di frequenza da 0 Hz (CC) a 11 GHz e 18 GHz. Tuttavia, i connettori di tipo N di alta qualità possono supportare gamme di frequenza più elevate, raggiungendo oltre 18 GHz. Nelle applicazioni pratiche, i connettori di tipo N sono utilizzati principalmente in applicazioni a bassa e media frequenza, come comunicazioni wireless, trasmissioni radiotelevisive, comunicazioni satellitari e sistemi radar.
Connettore di tipo N
Connettore TNC
Il connettore TNC (Threaded Neill-Concelman) è stato inventato da Paul Neill e Carl Concelman all'inizio degli anni '60. Si tratta di una versione migliorata del connettore BNC e utilizza un metodo di connessione filettato.
L'impedenza caratteristica è di 50 ohm e la gamma di frequenza operativa ottimale è 0-11 GHz. Nella banda di frequenza delle microonde, i connettori TNC offrono prestazioni migliori rispetto ai connettori BNC. Presentano caratteristiche quali elevata resistenza agli urti, alta affidabilità, eccellenti proprietà meccaniche ed elettriche, ecc., e sono ampiamente utilizzati in apparecchiature radio e strumenti elettronici per il collegamento di cavi coassiali RF.
Connettore da 3,5 mm
Il connettore da 3,5 mm è un connettore coassiale a radiofrequenza. Il diametro interno del conduttore esterno è di 3,5 mm, l'impedenza caratteristica è di 50 Ω e il meccanismo di connessione è una filettatura da 1/4-36UNS-2 pollici.
A metà degli anni '70, le aziende americane Hewlett-Packard e Amphenol (sviluppato principalmente da HP e con la produzione iniziale curata da Amphenol) lanciarono un connettore da 3,5 mm con una frequenza operativa fino a 33 GHz, il primo connettore coassiale in grado di operare nella banda delle onde millimetriche.
Rispetto ai connettori SMA (inclusi i "Super SMA" di Southwest Microwave), i connettori da 3,5 mm utilizzano un dielettrico ad aria, hanno conduttori esterni più spessi e una maggiore resistenza meccanica. Pertanto, non solo le prestazioni elettriche sono superiori a quelle dei connettori SMA, ma anche la durata meccanica e la ripetibilità delle prestazioni sono maggiori, rendendoli più adatti all'uso nel settore dei test.
Connettore da 2,92 mm
Il connettore da 2,92 mm, che alcuni produttori chiamano connettore da 2,9 mm o di tipo K, e altri ancora SMK, KMC, WMP4, ecc., è un connettore coassiale a radiofrequenza con un diametro interno del conduttore esterno di 2,92 mm. Le sue caratteristiche includono un'impedenza di 50 Ω e un meccanismo di connessione con filettatura da 1/4-36UNS-2 pollici. La sua struttura è simile a quella del connettore da 3,5 mm, ma di dimensioni inferiori.
Nel 1983, l'ingegnere senior di Wiltron, William Old Field, sviluppò un nuovo connettore da 2,92 mm/tipo K, basato sulla sintesi e sul superamento dei connettori a onde millimetriche precedentemente introdotti (il connettore di tipo K è un marchio registrato). Il diametro del conduttore interno di questo connettore è di 1,27 mm e può essere accoppiato con connettori SMA e connettori da 3,5 mm.
Il connettore da 2,92 mm offre eccellenti prestazioni elettriche nella gamma di frequenza (0-46) GHz ed è meccanicamente compatibile con i connettori SMA e da 3,5 mm. Di conseguenza, è diventato rapidamente uno dei connettori mmWave più diffusi.
Connettore da 2,4 mm
Lo sviluppo del connettore da 2,4 mm è stato realizzato congiuntamente da HP (predecessore di Keysight Technologies), Amphenol e M/A-COM. Può essere considerato una versione più piccola del connettore da 3,5 mm, con un conseguente significativo aumento della frequenza massima. Questo connettore è ampiamente utilizzato nei sistemi a 50 GHz e può effettivamente funzionare fino a 60 GHz. Per risolvere il problema della fragilità dei connettori SMA e da 2,92 mm, il connettore da 2,4 mm è stato progettato per eliminare questi inconvenienti aumentando lo spessore della parete esterna e rinforzando i pin femmina. Questa progettazione innovativa consente al connettore da 2,4 mm di offrire prestazioni ottimali nelle applicazioni ad alta frequenza.
Lo sviluppo dei connettori per antenne si è evoluto da semplici design a filettatura a molteplici tipologie di connettori ad alte prestazioni. Con il progresso tecnologico, i connettori continuano a ricercare caratteristiche quali dimensioni ridotte, frequenza più elevata e larghezza di banda maggiore per soddisfare le mutevoli esigenze della comunicazione wireless. Ogni connettore presenta caratteristiche e vantaggi specifici in diversi scenari applicativi, pertanto la scelta del connettore per antenna più adatto è fondamentale per garantire la qualità e la stabilità della trasmissione del segnale.
Data di pubblicazione: 26 dicembre 2023
