选择低频射频电缆和连接器的关键特性

技术概览： 选择低频射频电缆和连接器需要平衡阻抗、频率、信号完整性、物理限制和制造需求。本文探讨了适合高至 18 GHz 应用的 50 Ω 和 75 Ω 互连选项，并解释了如何根据电缆结构、连接器类型、安装方法和组装要求选择元器件。（概览由 ChatGPT 提供）

射频 (RF) 技术支持无线通信、工业、医疗、汽车和军事系统等应用。其中许多应用的工作频率范围为 1 GHz 至 18 GHz，该范围属于 Samtec 低频射频产品组合所覆盖的领域。选择射频硬件时，需要评估电气和射频性能以及物理要求，包括电缆和连接器的兼容性，同时考虑可制造性、可靠性和成本。

阻抗的重要性

射频电缆、连接器和其他传输元件需要匹配特性阻抗，以最大限度地减少连接介质接口处的信号反射。

电压驻波比 (VSWR) 是在一定的频率范围内测得的，表示元件之间的阻抗匹配程度。在既定频率下，1.0 的 VSWR 表示完美匹配；随着 VSWR 的增加，匹配度会下降。另一个重要特性是低插入损耗，这可以最大限度地减少信号衰减。

50 Ω 的特性阻抗常见于无线数据传输和测试应用中，而 75 Ω 则见于高分辨率视频传输和广播中。这包括串行数字接口 (SDI) 信号，尤其是在 12G-SDI 视频技术中 12 Gbps 的数据速率下。

12G-SDI 的快速信号转换包含大量的高频频谱成分，这使得 75 Ω 受控阻抗同轴互连对于保持信号完整性非常重要。例如，Samtec 的 BNC7T 系列卡口式连接器（图 1）专为 12G-SDI 视频应用设计，提供了 75 Ω 阻抗匹配和高达 12 GHz 的性能。BNC7T 系列在插孔和插头中均使用镀金触点，插头通过四分之一圈扭转即可实现安全配接。

图 1：Samtec BNC7T 连接器具有 75 Ω 特性阻抗和高达 12 GHz 的性能，适用于 12G-SDI 视频传输。（图片来源：Samtec）

电缆性能

对于 12G-SDI 应用，BNC7T 插头可配套使用 75 Ω RG-6 型电缆，如 Belden 的 4694R，频率测试高达 12 GHz。该电缆采用 18 AWG 实心裸铜导体、气体注入高密度聚乙烯绝缘层、双层箔屏蔽、镀锡铜编织层和 PVC 护套。

Belden 4694R 电缆针对 12G-SDI 应用进行了优化，但 BNC7T 系列连接器也可与其他 75 Ω 电缆配合使用，例如 Beldon 的 RG-6/U 型 1694A，可处理高至 6 GHz 的 6G-SDI 应用。

对于 75 Ω 应用中最高 4 GHz 的短距离信号传输，RG 179 电缆或电缆组件（例如 Samtec 的 RF179-72SP1-74SP3-0600（图 2））提供了另一种选择。其长度仅为 600 mm，弯曲半径为 10.2 mm。

图 2：Samtec RF179 电缆组件使用灵活的 RG-179 75 Ω 电缆，可配备 BNC 转 MCX（如图所示）或 BNC 转 DIN 连接器，用于最高 4 GHz 的短距离操作。（图片来源：Samtec）

RG-179 电缆将 28 AWG 镀银铜导线、聚四氟乙烯 (PTFE) 绝缘层、镀银铜编织屏蔽层以及氟化乙烯丙烯 (FEP) 外护套集成在仅 2.54 mm 的直径内。

RG-316 和 RG-174 型电缆常用于 50 Ω 低频射频应用。RG-174 类型电缆由 24 AWG 裸铜导线、聚乙烯介质、镀锡铜屏蔽层和 PVC 护套构成。它们可提供 MCX、SMA、BNC、TNC 和排状端接方式，或如 RF174-03RP1-06BJ2-0152 电缆组件（图 3）中所示的 MMCX 和 N 型端接方式。

图 3：用于最高 6 GHz 射频的 RF174 50 Ω 电缆组件使用 RG-174 同轴电缆。端接选项包括 MMCX 和 N 型连接器。（图片来源：Samtec）

RG-174 型电缆可处理最高 6 GHz 的频率，工作温度范围为 -20°C 至 +80°C，弯曲半径为 25.4 mm。

像 RF316-01SP1-04SP3-0305（图 4）这样的 RG-316 型电缆组件可提供更高的灵活性以及 -55°C 至 +165°C 的更宽工作温度范围。

图 4：RF316 50 Ω 电缆组件采用 RG-316 同轴电缆以及 N 型、MCX、TNC、BNC 和 SMA 连接器等端接方式。（图片来源：Samtec）

该组件采用一根 305 mm 长的 RG-316 同轴电缆，配有 24 AWG SCCS 导线、FEP 介质、镀银铜屏蔽层和 FEP 护套，一端端接 BNC 连接器，另一端端接 SMA 连接器。RG-316 电缆的弯曲半径为 12.80 mm，工作频率最高 6 GHz。

连接器特性

电缆端接和电路板连接器也必须根据应用的要求进行选择。连接器必须具备合适的频率性能和特性阻抗，并且在尺寸、连接方式、连接器密度和耐用性方面都要非常契合。

例如，12G-SDI 视频应用中常见的 BNC 式连接器也用于 50 Ω 和 75 Ω 的射频应用，因为卡口式连接器易于配接且抗振动。BNC7T 连接器的配合面直径从 9.65 mm 到 17.50 mm 不等，横截面为六边形。

为了实现更节省空间的连接，可以使用 HDBNC 系列连接器（图 5）。HDBNC 连接器专为视频广播等 75 Ω、12 GHz 应用而设计，在此类应用中，需要在狭小空间内连接许多印刷电路板 (PCB) 的连接，而用了该连接器就能使连接密度比使用外径为 9.65 mm 的 BNC 连接器提高四倍。

图 5：HDBNC 系列 75 Ω 卡口式连接器支持高达 12 GHz 的工作频率，连接密度最高可达四倍，且重量减轻了 20%。（图片来源：Samtec）

此外，还可以使用排状连接器提高 PCB 上的空间利用率。例如，GRF1 系列超小型排状连接器（图 6）可在 5.00 mm 间距下连接多达八条独立的 RG-316 电缆路径，并支持高达 5.31 GHz 的工作频率。可选的螺纹嵌件可增强连接器在恶劣环境下的机械强度。

图 6：GRF1 系列 50 Ω 超小型排状连接器在 5.00 mm 间距下支持多达八根 RG-316 电缆，工作频率最高可达 5.31 GHz。（图片来源：Samtec）

SMA 连接器也因其超小尺寸而节省了空间。这些螺纹式连接器可与 2.92 mm 和 3.50 mm 连接器配接，外径范围为 7.00 至 11.00 mm。50 Ω SMA 连接器能够支持 18 GHz 工作频率，在精密射频设计中更是高达 26.5 GHz，并且因其在航天和医疗应用中的非磁性特性而闻名。

在 MCX 和 MMCX 系列咬接式连接器中，还提供具有非磁性选择的小型连接器，两个系列均有 50 Ω 和 75 Ω 版本，支持最高 6 GHz 的工作频率。MCX 小型板载安装连接器的外壳尺寸为 5.88 mm x 5.88 mm x 6.00 mm，包裹着直径 3.45 mm 的配接面；而具有相同配接面直径的 MMCX 超小型板载安装连接器外壳尺寸则为 3.45 mm x 3.45 mm x 5.00 mm。

制造管理

大多数低频射频连接器，无论是板载连接器还是电缆端接方式，都有直式和直角两种样式。许多产品还提供方便自动化的选项，例如预先分拣到托盘中或以卷带形式供应。BNC 和 HDBNC 连接器具有机械平衡变体，适用于自动化拾放设备，无需单独的放置夹具。

Samtec 板载插头和插孔提供了多种固定到 PCB 的选择。例如，边缘安装是同轴电缆连接器的常见布局，其中连接器的电引线焊接到沿 PCB 外围的受控阻抗铜传输线上。通孔技术则通过焊接穿过 PCB 孔的连接器引线，来建立电气和坚固的物理连接。采用表面贴装技术 (SMT) 时，连接器底部的电触点会与 PCB 上的焊盘对齐。

结语

成功的射频互连设计，取决于电缆和连接器是否与应用的阻抗、频率、机械及组装要求相匹配。Samtec 的低频射频产品组合提供了一系列 50 Ω 和 75 Ω 解决方案，可满足高达 18 GHz 应用的各种需求。