原标题：如何为军事应用优化射频连接器的选择和实施

　　射频同轴连接器和电缆是常见的组件，它们在军事应用中发挥着很大程度上看不见但非常关键的作用。该组件的工作是将频率高达数十吉赫 (GHz) 的射频信号从天线传输到接收器。它必须可靠地处理和保持敏感射频信号的完整性，同时足够强大，可以承受严酷的战场。

　　寻找射频连接器的工程师有数百种选择，如果射频连接器在满足一些基本要求后或多或少相同的前提下，可能很容易选择最 便 宜的。那将是一个错误。许多射频连接器并未按照严格的工程规范制造，设计不佳的部件出现故障可能会导致价值数百万美元的军事硬件在关键时刻无法使用。这使得所选组件按照公认的国际标准制造至关重要。

　　除了耐久性、防潮和防尘等机械性能，以及阻抗、频率范围、电压驻波比 (VSWR) 和绝缘电阻等电气性能外，其他因素也会影响设计的成败。例如，在某些军事应用中，例如火箭发射器导轨、光学部件的内表面和小型武器应用，标准不锈钢连接器的光反射会导致操作问题。

　　在寻找坚固可靠的 RF 连接器时，向有信誉的制造商证明他们的 RF 连接器是按照相关的军用性能规范和标准制造的，这是一个很好的起点。

　　本文考虑了用于军事应用的射频同轴连接器的关键电气和机械选择标准。它提供了来自Amphenol SV Microwave的真实示例并讨论了它们的应用。特别强调在使用黑铬射频连接器的利基应用中使用高级、耐用、非反射面漆。

　　高性能射频同轴电缆和连接器

　　确保射频组件能够满足军事应用严苛要求的关键是购买符合相关军用性能规范 (MIL-PRF) 的组件。只有部分制造商可以提供符合要求的射频连接器。制造等级的公司之一是 Amphenol SV Microwave。该公司提供 400 多种符合 MIL-PRF M39012 的射频连接器。

　　MIL-PRF-39012 是射频连接器的关键标准。它要求在多个制造阶段进行视觉、机械和电气测试，以确保合规性。该规范还要求制造设施和工艺符合质量标准。符合 MIL-PRF-39012 的同轴连接器和适配器非常适合军事(和其他高可靠性)应用，包括雷达、SATCOM 地面设备和航空航天射频/微波组件。

　　MIL-PRF-39012 连接器的一个关键标准是中心引脚必须镀金至标准化深度、粘合质量和光洁度。俘获触点上的镀金可确保在恶劣环境中长时间保持最小的插入损耗和良好的电气接触(图 1)。

　　图 1：MIL-PRF-39012 连接器的一个关键标准是中心引脚必须镀金，达到标准化的深度、粘合质量和光洁度。(图片来源：安费诺)

　　射频同轴电缆设计注意事项

　　在为军事应用设计射频同轴解决方案时，将电缆和连接器视为一个完整的系统非常重要。该系统的性能高度依赖于完美协调工作的两个组件。

　　典型的同轴电缆包括铜芯或镀铜钢丝。核心将高频输入/输出信号传输到连接的设备。通常由塑料制成的介电绝缘体围绕着核心。绝缘体具有恒定的厚度，并确保核心与围绕电介质的金属屏蔽层之间的间隙保持恒定。这很重要，因为任何厚度变化都会导致阻抗变化，进而影响信号完整性。

　　金属屏蔽层由编织铜、铝或其他金属制成，并紧紧包裹在绝缘体周围。它的工作是屏蔽内核免受外部电磁干扰(EMI)。然后将组件包裹在橡胶或塑料护套中，以绝缘和保护内部导体(图 2)。户外级电缆需要额外的绝缘层和特殊的护套，以保护电线免受阳光和湿气的影响。

　　内核传输高频信号，而屏蔽层仅充当返回线。两个导体之间存在电磁场，但不会超出屏蔽层。这意味着通过电缆传输的射频信号不会影响附近的电气和电子设备。

　　图 2：同轴电缆由四部分组成：内导体、塑料电介质、返回导体/屏蔽;和外部(黑色)橡胶或塑料护套。(图片来源：安费诺)

　　在介电绝缘体接触中心导体的地方，它会吸收一些电能。对于长电缆，信号衰减可能很大。高效电缆使用与内导体接触最少的垫片，并在内导体和外导体之间形成一致的气隙，充当高效电介质。

　　阻抗的重要性

　　在高频射频系统中，传输效率依赖于天线阻抗与发射器或接收器阻抗的匹配。

　　显着的失配会导致天线效率低下，因为它会干扰正向传输功率并产生驻电压波。衡量阻抗均衡程度的常用指标是电压驻波比 (VSWR)。VSWR 为 1 表示没有阻抗失配损耗，而较高的数字表示损耗增加。例如，3.0 的 VSWR 表示大约 25% 的发射机功率在天线系统中丢失。

　　射频连接器和电缆构成天线阻抗的一部分，因此设计人员了解组件的阻抗值以最大限度地提高射频系统的效率非常重要。同轴电缆的特性阻抗与内导体外径与外导体内径之比成正比。介电绝缘体的主要功能是设置和保持这种分离。

　　在大多数情况下，电缆制造商提供阻抗为 50、75 或 95 欧姆 (Ω) 的射频电缆，但也可以使用其他阻抗。除了一系列固定阻抗外，电缆还提供不同的电介质类型、电容、外径、衰减特性和屏蔽材料。

　　版本通常分为两个系统，LMR(字母的含义是历史的：重要的是要知道这些电缆是低损耗类型)和无线电波导 (RG)。RG 型有更多的选项，但并非所有选项都符合军用规格。有信誉的供应商可以协助选择军事应用。

　　射频同轴连接器注意事项

　　RF 同轴连接器允许将电缆牢固地连接到无线电设备。无论电缆有多好，安装不当的连接器都会破坏电气性能。即使在高频下，电缆和连接器之间的机械安全和电气稳固配合也将确保良好的信号完整性和一致的阻抗。提供完整性的一种方法是将电缆和连接器指定在一起，并将它们作为完整的组件从制造商处交付。制造商最有能力确保高质量的连接，并且还将在交付前测试组件的完整性。

　　标准极化公连接器在外壳内侧有螺纹和中心销，而标准极化母连接器在外壳内侧有螺纹，没有中心销。通过将公头与母头连接器配合来将电缆连接在一起并不是一个好的设计实践，因为这会增加电缆的固有信号损耗。更好的做法是为长时间运行指定连续电缆，因为这将确保更低的信号损失和一致的阻抗。将公头连接器连接到另一个公头，或将母头连接到母头的正确方法是使用同轴电缆适配器。这会起作用，但不建议在高规格应用中使用，因为它也会增加信号损失。

　　与电缆一样，RF 连接器有多种类型并具有固定的阻抗值。一个常见的例子是超小型版本 A (SMA)。这些连接器采用坚固的螺旋式耦合机制，标准阻抗为 50 Ω，设计用于直流 (0 赫兹 (Hz)) 至 18 GHz。应用包括微波系统和手持无线电(图 3)。

　　图 3：SMA 连接器提供螺纹连接、50 Ω 阻抗，并且可以处理高达 18 GHz 的射频信号。(图片来源：安费诺)

　　另一种常见类型是超小型 B 版 (SMB)。它们比 SMA 小，并采用卡扣式耦合设计。它们提供 50 和 75 Ω 阻抗，工作频率高达 4 GHz。该连接器不如 SMA 产品坚固，不适合恶劣环境。

　　其他类型的射频连接器包括：F-Type，用于有线调制解调器和有线电视等应用;N型，用于使用粗电缆的商业应用;FME，用于蜂窝通信设备;TNC，用于室外蜂窝应用;和 UHF，用于业余无线电和海洋无线电。

　　连接到射频同轴电缆的射频连接器通常拧入连接到隔板或直接连接到接收或发送射频信号的设备的相反类型的连接器中。隔板型具有外螺纹，电缆连接器的内螺纹与外螺纹结合(图 4)。制造电缆射频连接器的制造商是隔板连接器的最佳来源，尽管标准化可确保任何制造商的相同类型的连接器都能令人满意地协同工作。

　　图 4：SMA 隔板连接器具有外螺纹，电缆连接器的内螺纹与该外螺纹结合。(图片来源：安费诺)

　　非反射射频连接器选项

　　信誉良好的制造商提供一系列直的、成角度的以及公母连接器。但有些产品，如 Amphenol SV Microwave，也在其产品中包含特殊组件。该公司产品系列的一个重要补充是用于电缆和隔板应用的非反射 SMA 射频连接器。

　　在许多军事应用中，工业射频连接器的标准不锈钢或黄铜表面可能会导致问题。例如，如果用于小型武器，这种射频连接器可以反射自然光并显示战斗人员的位置。或者，飞机或直升机光学系统中使用的射频连接器可能会产生光伪影，从而破坏目标系统的精度。

　　为了满足对非反射射频连接器的需求，Amphenol 推出了黑色镀铬 SMA 公电缆连接器2911-61008(图 5(左))和配套的黑色镀铬 SMA 母隔板连接器2921-61689(图5(右))。这些产品的阻抗为 50 Ω，可支持高达 18 GHz 的射频信号，连接周期高达 500 个。每种情况下的中心触点都是镀金的铍铜。射频连接器设计用于 RG-405(0.085 英寸(英寸))半刚性射频同轴电缆，该类型符合军用规范，在国防应用中很受欢迎。

　　图 5：Amphenol 的军用规格 SMA 公电缆连接器(左)和母隔板连接器(右)可配备非反射黑色铬板。(图片来源：安费诺)

　　射频连接器的主体材料为不锈钢，并采用了符合 MIL-C-14538 标准的黑色铬板。本规范所涵盖的黑色铬板是军用独有的，具有坚硬、粘附、耐热且完全不反射的特性。连接器由非反射性 SMA 公防尘帽2911-61009 支撑，用于在电缆断开时与母隔板连接器一起使用。

　　结论

　　军事应用会受到灰尘、油脂、热量和振动的影响。用于这些应用的连接器和电缆有望在多年内可靠地传输高频信号。这些连接器的变体需要足够坚固耐用的非反射涂层，以承受热量和冲击而不会碎裂或磨损。

　　射频军事应用的设计人员可以通过求助供应商来确保他们的设计满足所需的要求，例如 Amphenol SV Microwave，这些供应商提供符合军用性能规范和标准的产品。