Einführung in HF-Steckverbinder: Typen und Verwendung

Grundsätzlich bezeichnet Hochfrequenz (HF) die Schwingungsfrequenz im Bereich von 3 kHz bis 300 GHz. In diesem Frequenzbereich kann die Energie des Wechselstroms als Radiowellen vom Leiter abgestrahlt werden. HF-Signale finden breite Anwendung in der Telekommunikation. Zur Übertragung von Hochfrequenzstrom werden verschiedene HF-Steckverbinder verwendet, um HF-Kabel oder -Geräte mit geringerem Signalverlust in einer Vielzahl von Anwendungen zu verbinden. Erfahren Sie in dieser Einführung mehr über HF-Steckverbinder.

Was sind HF-Steckverbinder ?

HF-Steckverbinder dienen zur Herstellung elektrischer Verbindungen in Hochfrequenzübertragungssystemen. Diese HF-Steckverbinder werden häufig mit Koaxialkabeln verwendet und sind daher auch als HF-Koaxialsteckverbinder bekannt. Ein typischer HF-Steckverbinder besteht aus einem Innenleiter, einem Außenleiter und Isoliermaterialien, die zusammen die Abschirmung von Koaxialkabeln gewährleisten. Der HF-Steckverbinder verfügt üblicherweise über einen Befestigungsmechanismus und eine Feder, die den Einsteckdruck reduzieren.

HF-Steckverbinder gibt es sowohl als Buchse als auch als Stecker. Sie werden häufig in den Bereichen Rundfunk, Fernsehen, Kommunikation, Radar, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Messtechnik und anderen Bereichen eingesetzt. Aufgrund ihrer hervorragenden Abschirmeigenschaften können sie auch in Nicht-HF-Anwendungen eingesetzt werden.

Einige HF-Steckverbinder erfordern vor dem Einsatz eine sorgfältige Prüfung und Reinigung sowie ein sorgfältiges Stecken, um mögliche Auswirkungen auf das System aufgrund geringfügiger mechanischer Abweichungen zu minimieren. Bei luftdielektrischen HF-Steckverbindern erfolgt die Reinigung mit sauberer, trockener Luft.

Geschlecht des HF-Anschlusses

Bei HF-Steckverbindern mit Standardpolarität (SP) verfügt der Stecker über einen Mittelstift und das Gewinde befindet sich im Gehäuse. Der Buchsenstecker verfügt in der Mitte über ein Loch, das zum Stecker passt, und das Gewinde befindet sich außerhalb des Gehäuses.

Die Geschlechtskonfiguration bei HF-Steckverbindern mit umgekehrter Polarität (RP) unterscheidet sich deutlich. Bei RP-HF-Steckverbindern hat der Stecker anstelle eines Mittelstifts ein Loch, wobei sich das Gewinde im Gehäuse befindet. Im Gegensatz dazu verfügt die Buchse über einen Mittelstift und ein Außengewinde.

Darüber hinaus gibt es auch geschlechtslose HF-Steckverbinder. Geschlechtsneutrale Steckverbinder werden bündig montiert, anstatt sich zu verbinden. Diese Steckverbinder haben typischerweise ein ähnliches Gehäuse, sodass zwei beliebige Steckverbinder miteinander verbunden werden können.

HF-Steckverbindertypen 

Es gibt eine große Auswahl an Koaxialsteckverbindern, die sich in Größe, Steckmechanismus, Betriebsfrequenz, Anwendung usw. unterscheiden. Im folgenden Abschnitt werden einige der gängigsten Typen erläutert.​

BNC - Stecker

Der Miniatur-Bajonett-Neil-Concelman-Stecker (BNC) wurde in den 1940er Jahren entwickelt und ist einer der ersten und beliebtesten HF-Steckverbinder. BNC-Steckverbinder sind einfach aufgebaut und verfügen über einen Bajonettverschluss für schnelles Verbinden und Trennen.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 4 GHz
• Maximale Spannung: 500 Volt
• Wellenwiderstand: 50 Ohm oder 75 Ohm
• Häufig zusammen verwendete Koaxialkabel: RG59, RG6, RG11, ...
• Häufige Anwendungen: Videosignale, Zeit- und Taktsignale, Amateurfunk, Instrumentierung, Testgeräte usw.

TNC - Stecker

Die Ende der 1950er Jahre erfundenen TNC-Steckverbinder (Threaded Neil-Concelman) sind eine verbesserte Variante der BNC-Steckverbinder mit Gewinde zum Schutz der Steckverbinder. TNC-Steckverbinder bieten bei Mikrowellenfrequenzen eine bessere Leistung als BNC-Steckverbinder. Diese Steckverbinder sind wasserdicht, für Umgebungen mit starken Vibrationen geeignet und vermeiden Strahlung.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 11-12 GHz
• Wellenwiderstand: überwiegend 50 Ohm
• Häufige Anwendungen: Antenne, Mobilfunkbasisstation, Radar usw.

SMA -Stecker

Der Subminiatur-Stecker (Version A, SMA) ist ein Subminiatur-HF-Stecker mit Schraubanschluss, der häufig in Hochfrequenzanwendungen eingesetzt wird. Es gibt viele RP-SMA-Stecker auf dem Markt. Achten Sie daher sorgfältig auf die Polarität, um Fehlverbindungen zu vermeiden. Der SMA-Stecker ist für 500 Steckzyklen ausgelegt.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 18 GHz, und einige können mit Frequenzen von bis zu 26,5 GHz arbeiten
• Wellenwiderstand: überwiegend 50 Ohm
• Anwendungen: Mikrowellenschaltungen, Handfunkgeräte, Mobiltelefonantennen, WLAN-Antennen, Radioastronomie usw.

SMB- Anschlüsse

Der in den 1960er Jahren entwickelte SubMiniature-Steckverbinder (Version B, SMB) verfügt über einen Schnappverschluss. Er ist kleiner als der SMA-Steckverbinder und eignet sich für Niederfrequenzanwendungen, die schnelle und einfache Verbindungen erfordern.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 0-4 GHz
• Wellenwiderstand: 50 Ohm oder 75 Ohm
• Häufig zusammen verwendete Koaxialkabel: RG174, RG316, ...
• Häufige Anwendungen: Kommunikationssysteme mit geringem Stromverbrauch, Basisstationen, medizinische Geräte, Radios usw.

N-Typ-Steckverbinder

Der Typ-N-Stecker, benannt nach seinem Erfinder Paul Neill, ist ein mittelgroßer HF-Stecker, der größer als der BNC-Stecker ist. Der N-Stecker verfügt über eine Gewindesicherung und ist wasserdicht, was ihn aufgrund seiner Langlebigkeit bei HF-Tests bevorzugt.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 11 GHz, und einige können mit Frequenzen von bis zu 18 GHz arbeiten.
• Wellenwiderstand: 50 Ohm oder 75 Ohm
• Häufig zusammen verwendete Koaxialkabel: RG8, RG213, LMR-400, ...
• Häufige Anwendungen: HF-Geräte, Satelliten- und Radarsysteme, CATV-Systeme, Mikrowelleninstrumente, Amateurfunkgeräte usw.

UHF -Stecker

Der UHF-Gewindestecker ist ein HF-Steckverbinder, der ursprünglich für militärische Anwendungen entwickelt wurde. Er ist auch als PL259-Stecker (Stecker) oder SO239-Buchsen (Buchsen) bekannt. Da sein Wellenwiderstand nicht konstant ist, kann dieser Steckverbinder nur in einem begrenzten Frequenzbereich eingesetzt werden.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 100 MHz
• Wellenwiderstand: nicht konstant
• Häufig zusammen verwendete Koaxialkabel: RG58, RG8, LMR-195, LMR-400, …
• Häufige Anwendungen: Amateurfunk, CB-Funk, UKW-Seekommunikationssystem usw.

FME-Anschlüsse

Der FME-Anschluss (For Mobile Equipment) ist ein Subminiatur-HF-Anschluss für RG-58 oder gleichwertige HF-Koaxialkabel. Dieser kleine Gewindeanschluss erfüllt die Anforderungen mobiler Geräte mit beengten Einbauverhältnissen.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 200 MHz, und einige können mit Frequenzen von bis zu 2,4 GHz arbeiten
• Wellenwiderstand: 50 Ohm
• Häufige Anwendungen: Fahrzeuge, Boote, Mobiltelefone, tragbare Transceiver usw.

MCX-Steckverbinder

Der Mikrokoaxial-Steckverbinder (MCX) hat eine ähnliche Struktur, ist aber im Vergleich zu SMB-Steckverbindern kleiner. Dieser kleine HF-Steckverbinder mit Schnappverschluss eignet sich ideal für die Installation an engen Stellen. Der MCX-Steckverbinder ist auch in einer gängigen kleineren Version, dem MMCX-Steckverbinder, erhältlich.

Merkmale:

• Maximale Frequenz: 6 GHz
• Wellenwiderstand: überwiegend 50 Ohm
• Häufig zusammen verwendete Koaxialkabel: RG316, RG174, RG188, ...
• Häufige Anwendungen: Mobilfunkgeräte, GPS-Empfänger, Datentelemetrie, Tuner usw.

5 Dinge, die Sie bei der Auswahl von HF-Steckverbindern beachten sollten

Nachdem Sie nun ein tieferes Verständnis von HF-Steckverbindern und ihren Typen haben, möchten wir Ihnen erklären, wie Sie die richtige Auswahl treffen. Bei der Auswahl des richtigen HF-Steckverbinders müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, darunter Kopplungsmechanismus, elektrische Leistung, Umweltverträglichkeit und wirtschaftliche Aspekte. Lassen Sie uns diese Aspekte näher betrachten.

Material und Konstruktion

Kommerzielle HF-Steckverbinder verwenden im Vergleich zu solchen nach Militärstandards in der Regel kostengünstigere Materialien. Zu den gängigen Leitermaterialien gehören Messing, Kupferlegierungen und mit Gold, Silber oder Nickel beschichteter Edelstahl. Die Isolierung besteht üblicherweise aus Materialien wie PTFE, PP, HIPS und PEI. Die Wahl des richtigen Steckverbindermaterials ist entscheidend, da es Leistung und Haltbarkeit beeinflussen kann. Leiter- und dielektrische Isolationsmaterialien können die Einfügedämpfung beeinflussen und letztendlich zu einer Signalverschlechterung führen.

HF-Steckverbinder gibt es in vielen verschiedenen Größen, darunter Standard, Miniatur, Subminiatur, Mikro usw. Steckverbinder, die auf den Kabeldurchmesser abgestimmt sind, können Signalreflexionen minimieren. Miniatursteckverbinder eignen sich zwar für kleine Geräte, sind aber bei häufigem Ein- und Ausstecken möglicherweise weniger langlebig. Wenn Sie beispielsweise HF-Steckverbinder für HF-Geräte suchen, wählen Sie Steckverbinder, die Tausende von Steckzyklen überstehen.

HF-Steckverbinder sind mit verschiedenen Anschlussmechanismen für unterschiedliche Anforderungen erhältlich, z. B. Bajonett-, Gewinde-, Steck-, Schnellverschluss- und Schnappverschluss. Bajonett- und Steckverschlüsse ermöglichen eine schnelle Verbindung, während Schnellverschluss- und Schnappverschlüsse die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Verbindung erhöhen. Der Gewindeverschluss ist der am häufigsten verwendete Anschlussmechanismus für HF-Steckverbinder und äußerst vibrationsbeständig.

Elektrische Parameter

HF-Steckverbinder haben einen bestimmten Betriebsfrequenzbereich. Daher ist es wichtig, bei der Auswahl eines Steckverbinders die Anwendungsfrequenz zu berücksichtigen. SMA-Steckverbinder sind aufgrund ihres breiten Frequenzbereichs für viele Anwendungen eine gute Wahl.

Auch die Berücksichtigung der Impedanz ist für verschiedene Anwendungen entscheidend. Der Wellenwiderstand des HF-Steckers sollte mit dem System und dem Kabel übereinstimmen, um eine optimale Übertragung zu gewährleisten und Leistungsverluste zu reduzieren. Beispielsweise werden BNC- und F-Stecker häufig in 75-Ohm-Anwendungen eingesetzt.

Umweltfaktoren

Die Temperatur von HF-Steckverbindern kann durch die Umgebungstemperatur und die Temperatur der angeschlossenen Geräte beeinflusst werden. Stellen Sie sicher, dass die Betriebstemperatur der HF-Steckverbinder geeignet ist, um Schäden zu vermeiden. Wählen Sie für den Außeneinsatz diese feuchtigkeits- und korrosionsbeständigen Steckverbinder für Langlebigkeit und Zuverlässigkeit.

Kompatibilität und Standard

Stellen Sie sicher, dass der HF-Steckertyp mit vorhandenen Steckern oder Geräten kompatibel ist, einschließlich der mechanischen Struktur und der elektrischen Parameter. Seien Sie beim Verbinden verschiedener Stecker vorsichtig und verwenden Sie gegebenenfalls einen HF-Adapter, um von einem Steckertyp auf einen anderen umzurüsten.

Für verschiedene Projekte müssen HF-Steckverbinder möglicherweise bestimmten Standards wie MLC, DIN, BS, IEC und IEEE entsprechen. Stellen Sie sicher, dass der HF-Steckverbinder die Standardanforderungen für das gesamte System erfüllt.

Kosten

Bei der Auswahl von HF-Steckverbindern sollten Sie stets die Kosten berücksichtigen. SMB-Steckverbinder können etwas teurer sein als andere HF-Steckverbinder, während N-Typ- und BNC-Steckverbinder kostengünstiger sein können.

Zusammenfassung

HF-Steckverbinder gibt es in verschiedenen Ausführungen und werden häufig in Hochfrequenzanwendungen eingesetzt. Für die Auswahl und Verwendung geeigneter HF-Steckverbinder ist das entsprechende Wissen unerlässlich. Eine ordnungsgemäße Wartung trägt außerdem dazu bei, den einwandfreien Zustand Ihrer HF-Steckverbinder zu erhalten.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in unseren Blogs . VCELINK bietet zwar allgemeine und grundlegende Informationen für unsere Kunden und andere Besucher der Website, stellt jedoch keine professionelle Beratung dar.