mmWave的RF连接器正在收缩，以适应5G通信网络和设备中更高的性能和更高的密度。这个常见问题解答从今天的4.3-10同轴连接器开始，它是为了解决以前7-16连接器固有的性能问题而开发的。然后研究4.3-10中公布的技术如何在新兴的2.2-5、NEX10和1.5-3.5 RF连接器中进一步完善。它通过研究射频柔性板连接器在手机、无人机和其他便携式设备上的使用是如何缩小的来关闭。
更小、更简单、性能更高
4.3-10的研发不仅仅是为了更小。4.1-9.5是一个类似大小的连接器，已经提供了一个更小的替代7-16。与7-16和4.1-9.5连接器相比，4.3-10更简单，性能更高。定义了三种4.3-10公连接器;扭矩螺丝、手旋紧(有时称为手旋)和推装;所有三个都可以与通用的雌性界面交配(图1)。
4.3-10中最重要的技术发展是连接器内部的电气和机械配合面分离。这种分离带来了显著的性能优势:
- 它允许电压驻波比(VSWR)高达6GHz的性能和更低的无源互调(PIM)，即使没有完全转矩。分离的电气和机械平面，使使用径向接触，需要更少的力量，以确保最佳的通信。由于不需要高扭矩，因此可以在不牺牲电气性能的情况下进行螺钉、手拧紧和推合设计。
- 它使4.3-10更适合现场安装，因为连接器的外体保护电接触和配合面。该特性还可以防止电气性能因操作不当而下降。4.3/10连接器具有IP67等级。
- 它能够实现更高的密度、更轻的重量和更低的成本互连系统。4.3-10的连接器适合25.4mm(1英寸)的法兰，增加了互连密度，比7-16轻40%。用于4.3-10连接器的连接器面板可以有更薄的壁厚，因为它不需要承受高扭矩设置，进一步降低系统重量和成本。
4.3-10连接器是为高性能和高密度的多输入多输出(MIMO)和5G天线阵列开发的，用于小单元和分布式天线系统(DAS)应用。它们特别适合于需要水和灰尘进入保护的户外应用。
4.3-10连接器真的是低PIM吗?
是的。但这并不意味着使用这些连接器的安装一定是低PIM的。4.3-10的设计目标之一是移动网络设备中的低PIM。但是PIM的性能并没有那么简单，而且肯定不是由4.3-10连接器这样的单一组件控制的。使用4.3-10连接器可能是低PIM安装的必要条件，但不是充分条件。低PIM是许多因素相互作用的结果，包括其他连接组件和实现，材料，连接器接口面板和其他系统元素的制造。4.3-10安装本身不是低PIM，但如果正确选择和组装其他组件，则可能是低PIM。
它们仍在收缩，并走向室内。
虽然4.3-10标准主要针对室外安装而制定，但新兴的2.2-5和NEX10 mmWave连接器标准针对的是室内和室外安装。RF连接器预计将继续缩小，甚至提出了更小的1.5-3.5设计。2.2-5 RF连接器小于4.3-10 53%，小于7-16 70%。IEC 61169-66:2021提供了准备系列2.2-5射频同轴连接器的详细规格的信息和规则，快速锁紧或螺钉耦合，特性阻抗50 Ω，工作频率高达6ghz。
虽然比4.3-10系列更小、更轻，但2.2-5系列提供了类似的电气和环境能力。新的连接器可以容纳各种低损耗电缆，最高可达1 / 2”，配对时提供IP68 NEMA等级，并可以盲配对，增加安装灵活性。
NEX10接口还针对需要低稳定PIM的应用，如小型小区、分布式天线系统、内置系统和MIMO。NEX10为面板连接提供盲配。与2.2-5系列一样，NEX10连接器具有:
- 电触点与机械基准分离，无论施加扭矩如何，都能支持低PIM
- 坚固的设计，防止电缆运动或振动损坏
- 受保护的接触区域防止电气性能因操作不当而下降
和2.2-5一样，NEX10的标准化正在进行中，在这种情况下，IEC 61169-71:2022 -射频连接器-第71部分:外部导体内径5.0 mm的射频同轴连接器分规范-特性阻抗50欧姆(NEX10型)。2.2-5标准的附加功能包括:
- 性能高达20 GHz
- 最小法兰高度12.7毫米支持紧凑和轻量级模块
- 螺杆式和推挽式连接的选择，提供安装灵活性。
- 可选防天气靴作为标准产品
NEX10更宽、更薄，传输功率比2.2-5小一点。NEX10提供了一个更小的法兰，支持更高密度的安装。虽然2.2-5和NEX10连接器仍在标准化过程中，但已经推出了一种更小的选择，1.5-3.5，比4.3-10小75%(图2)。1.5-3.3的形状系数是基于SMA标准的12.7 mm方法兰安装。这些连接器是为小型电池应用而开发的，可支持高达¼英寸。同轴电缆。
多哄连接器
NEX10在小型化方面更进一步，并提供多同轴连接器，以支持更高互连密度的需求。NEX10多同轴连接器与7-16连接器尺寸相同，但可以提供4或5个NEX10接口(图3)。对于非常窄的应用，可以使用推挽型。使用多同轴连接器的一些好处包括
- 快速安装
- 相当于单个NEX10连接器的电气性能
- 更小的形状因子，更高的安装密度
- 没有可交换链接可以消除安装错误
手机和无人机内部
对于智能手机、无人机和其他5G设备，封装多天线(AiP)组件按不同方向排列，以弥补毫米波方向性带来的问题(图4)。虽然这解决了天线方向性的挑战，但它增加了在高度受限的空间中集成多个AiP和RF连接器的挑战。为了保持系统性能，需要具有高水平信号完整性的屏蔽连接器。为了简化互连问题，在AiP中mmWave信号被转换为较低的中频。这使得使用柔性板连接器和低轮廓垂直连接器成为可能。
微型5G mmWave RF柔性板接连接器已经开发出来，以满足5G手机手机、可穿戴设备和其他连接多封装天线(AiP)组件和主板的设备的需求。这些连接器完全屏蔽，抑制辐射电磁干扰，并为射频终端使用改进的接触结构，以确保毫米波频率的良好传输特性。这些连接器包括信号和接地端子的组合，以确保高水平的信号完整性。在需要向AiP传输电源进行信号转换和调节功能的设计中，一些引脚可用于传输1A(图5)。这些连接器测量:
- 节距:0.35毫米
- 高度:0.60毫米
- 宽度:2.30毫米
- 长度(插座):3.04 mm
总结
随着4.3-10标准的引入，射频连接器的收缩开始正式开始，该标准将连接器内部的电气和机械匹配面分开，减少了PIM，使连接器在现场安装时更加坚固。随后的几代更小的RF连接器，如2.2-5和NEX10，采用了电气和机械匹配功能的分离，并将该功能扩展到室内和室外安装。为了进一步增加天线安装的密度，NEX10标准在单个连接器中包括4和5根电缆配置。如果被采用，新兴的1.5-3.5将继续5G小单元、DAS和其他系统的连接器小型化趋势。与此同时，一种新型的低轮廓RF连接器已经出现，用于5G手机、无人机和类似的应用。
参考文献
2.2 - 5系列的财团
5G毫米波射频柔性板连接器,莫仕
完全屏蔽板对板5G毫米波，日本航空电子工业
移动通信应用的低PIM连接器和组件，4.3-10,罗桑伯格
微型低PIM射频同轴连接器系统，NEX10,罗桑伯格
NEX10财团
小细胞连接器,转轮
了下:连接器技巧
