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RF - Guide

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RF - Guide

Zusammenfassung des Produktkatalogs

Vorwort: Das HF-Verbinder-Handbuch von HUBER+SUHNER bietet einen umfassenden Überblick über die Grundlagen und Anwendungen der Hochfrequenztechnik. Es richtet sich sowohl an Fachleute als auch an Laien, die mit HF-Verbindern arbeiten. Der Leitfaden dient als Nachschlagewerk und behandelt die Grundlagen, Konstruktion und Leistungsmerkmale von HF-Verbindern.

Kapitel 1: Einführung in die Grundlagen der HF-Theorie
Dieses Kapitel bietet eine Einführung in die Hochfrequenztechnik, einschließlich der Definition und Einteilung von Frequenzbereichen. Es werden die Unterschiede zwischen Hoch- und Niederfrequenz erläutert und die typischen Parameter von HF-Leitungen beschrieben.

Kapitel 2: Werkstoffe
Hier werden die Materialien behandelt, die bei der Herstellung von Koaxialverbindern verwendet werden. Die Materialwahl beeinflusst die Flexibilität und Eigenschaften der Verbinder. Tabellen zur Charakterisierung der Werkstoffe und ihrer elektrochemischen Potenziale ergänzen das Kapitel.

Kapitel 3: HF-Verbinderkonstruktion
Dieses Kapitel beschreibt die Konstruktionsmerkmale verschiedener Verbinder und Verbinderserien. Es wird erläutert, wie die Konstruktion auf spezifische Anwendungen zugeschnitten ist und welche typischen Applikationen existieren.

Kapitel 4: Messen und Prüfen
Es wird ein praxisnaher Einblick in die elektrische Messtechnik im Zusammenhang mit Koaxialverbindern gegeben. Die Beschreibung der Messgrößenparameter dient als Hintergrundinformation zur Förderung des Verständnisses der angewandten Messprozeduren.

Glossar und Unternehmensporträt: Ein Glossar fasst gängige HF-Ausdrücke zusammen, und das Unternehmensporträt bietet einen Überblick über die HUBER+SUHNER-Gruppe.

Formelsammlung: Eine Sammlung von Gleichungen und Tabellen zur Umrechnung von Reflexions- zu Rückflussdämpfung ist ebenfalls enthalten.

Einführung in die Grundlagen der HF-Theorie

1.2.5. Impedanz der HF-Leitung
Die Impedanz einer HF-Leitung wird durch das Verhältnis der Durchmesser von Innen- und Außenleiter sowie die Dielektrizitätskonstante des Isolationsmaterials bestimmt. Bei hohen Frequenzen kann die Leitung als verlustarm betrachtet werden, wobei die Impedanz durch die Kabelinduktivität und -kapazität pro Einheitslänge ausgedrückt wird.

1.2.6. Grenzfrequenz
Die Grenzfrequenz ist die Frequenz, bei der zusätzliche Wellen zu den TEM-Wellen auftreten, was zu signifikanten Veränderungen in den Eigenschaften der HF-Leitung führt.

1.2.7. Wellenlänge und Frequenz
Die Wellenlänge verkürzt sich mit zunehmender Frequenz. Die Beziehung zwischen Frequenz und Wellenlänge wird durch die Fortpflanzungsgeschwindigkeit und die Dielektrizitätskonstante bestimmt.

1.2.8. Fortpflanzungsgeschwindigkeit
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Energie ist abhängig von der Dielektrizitätskonstante des Isolationsmaterials. Luft hat die höchste Fortpflanzungsgeschwindigkeit.

1.3. Reflexion
Störstellen in einer HF-Leitung führen zu Impedanzänderungen und verursachen rücklaufende Wellen. Der Reflexionsfaktor, die Rückflussdämpfung und das Stehwellenverhältnis (VSWR) sind wichtige Parameter zur Bewertung der Reflexionseigenschaften einer Leitung.

1.4. Dämpfungsverlust von HF-Leitungen
Der Dämpfungsverlust beschreibt den Energieverlust während der Signalübertragung durch die HF-Leitung. Er wird durch Kupferverluste, dielektrische Verluste und Leckverluste beeinflusst.

Einführung in die Grundlagen der HF-Theorie

1. Dämpfungsverlust und Abschirmung
Der Dämpfungsverlust in Hochfrequenzleitungen kann durch größere Kabeldurchmesser, hohe Leitfähigkeit der Werkstoffe und niedrige Dielektrizitätskonstante verringert werden. Bis zu 10 GHz dominieren die Leiterverluste, darüber die dielektrischen Verluste. Eine gute Abschirmung ist wichtig, um das elektrische und magnetische Feld zwischen den Leitern aufrechtzuerhalten und Leckverluste zu vermeiden.

2. Skin-Effekt
Der Skin-Effekt beschreibt die Tendenz des Stroms, bei hohen Frequenzen nur in einer dünnen Schicht an der Oberfläche eines Leiters zu fließen. Die Skin-Tiefe nimmt mit steigender Frequenz ab und ist von der Leitfähigkeit des Materials abhängig.

3. Passive Intermodulation (PIM)
PIM entsteht durch nicht-lineare Effekte in Komponenten, die theoretisch lineare Übertragungscharakteristiken aufweisen. Um PIM zu minimieren, müssen alle Komponenten sorgfältig konstruiert und montiert werden. Die Spezifikationen für PIM in Telekommunikationsanlagen liegen bei über 150 dBc.

4. Werkstoffe
Die Wahl der Kontaktmaterialien und Kunststoffe beeinflusst die Leistung von Verbindern. Wichtige Faktoren sind die Oberflächenglätte, Kontaktgeometrie und Kontaktkraft. Die Materialeigenschaften bestimmen die mechanische, elektrische und umweltbezogene Leistung.

Hauptabschnitte:

Steckverbindungen: Die Kräfte beim Stecken und Ausziehen sind proportional zur Kontaktkraft und dem Reibungskoeffizienten. Die Anzahl der zulässigen Steckzyklen ist entscheidend und wird durch Faktoren wie Verschleiß, Kontaktkraft und Materialeigenschaften beeinflusst.
Widerstände: Der Kontaktwiderstand setzt sich aus Volumen-, Film- und Verengungswiderstand zusammen. Diese beeinflussen die Leitfähigkeit und sind abhängig von der Kontaktkraft und den Materialeigenschaften.
Materialien: Die Wahl der Materialien ist entscheidend für die Leistung und Beständigkeit der Verbinder. Kupfer, Beryllium-Kupfer, Bronze, Messing, rostfreier Stahl und Aluminiumlegierungen werden je nach Anwendung und Anforderungen eingesetzt.
Konstruktionsprozess: Der Prozess umfasst die Berücksichtigung von Industrietrends, Kundenbedürfnissen und spezifischen Anforderungen, um einen optimalen Verbinder zu entwickeln.
Basismaterialien: Diese sind entscheidend für die elektrische Leitfähigkeit und mechanische Stabilität. Kupfer und seine Legierungen sind weit verbreitet, während Aluminiumlegierungen aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Bearbeitbarkeit bevorzugt werden.
Beschichtungsmaterialien: Metallische Beschichtungen verbessern die elektrische Leitfähigkeit und schützen vor Oxidation und Verschleiß.

Wichtige Punkte:

Die Kontaktkraft und der Reibungskoeffizient sind entscheidend für die Funktion von Steckverbindungen.
Materialwahl beeinflusst die elektrische und mechanische Leistung sowie die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse.
Industrietrends wie Miniaturisierung und höhere Temperaturen beeinflussen die Material- und Konstruktionswahl.
Beschichtungen sind wichtig, um die Leitfähigkeit zu verbessern und die Lebensdauer der Verbinder zu verlängern.

Hauptabschnitte:

Einführung in Beschichtungen: Beschichtungen auf Basismetallen verbessern die elektrische Leistung und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse. Edelmetalle wie Gold werden oft verwendet, um die Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu erhöhen.
Goldbeschichtungen: Gold ist ein Edelmetall, das häufig in HF-Anwendungen verwendet wird. Es bietet hervorragende Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit, ist jedoch teuer. Nickel wird oft als Grundbeschichtung verwendet, um die Diffusion zu verhindern.
Silberbeschichtungen: Silber bietet die beste elektrische Leitfähigkeit und wird in HF-Anwendungen für Lötkontakte verwendet. Es ist kostengünstiger als Gold, läuft jedoch an, wenn es Ozon oder Schwefel ausgesetzt wird.
Nickelbeschichtungen: Nickel wird oft als Grundbeschichtung verwendet, um die Diffusion von Kupfer zu verhindern. Es ist magnetisch und kann bei wiederholtem Kontakt Allergien hervorrufen.
SUCOPLATE®: Eine Kupfer-Zinn-Zink-Legierung, die nicht magnetisch ist und keine Allergien hervorruft. Sie bietet eine gute Alternative zu Nickelbeschichtungen mit hoher Korrosionsbeständigkeit.
SUCOPRO: Eine dünne Goldbeschichtung auf einer Nickel-Phosphor-Grundschicht, die hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Lötbarkeit bietet.
Kunststoffe und Gummi: Polyethylen (PE) und Polytetrafluorethylen (PTFE) sind wichtige Materialien in HF-Anwendungen. PE ist halogenfrei und einfach zu bearbeiten, während PTFE eine hohe Wärmebeständigkeit und chemische Resistenz aufweist.

Schlüsselmerkmale und Empfehlungen:

Gold bietet die beste Leitfähigkeit, ist aber teuer und weniger verschleißfest.
Silber ist kostengünstiger und bietet hervorragende Leitfähigkeit, läuft jedoch an.
Nickel dient als Diffusionssperre, ist aber magnetisch und kann Allergien hervorrufen.
SUCOPLATE® und SUCOPRO bieten kostengünstige Alternativen mit hoher Korrosionsbeständigkeit.
PE und PTFE sind wichtige Kunststoffe für HF-Anwendungen mit spezifischen Vor- und Nachteilen.

Zusammenfassung des Dokuments:

1. Materialien und ihre Eigenschaften:

PFA: Gute Wärmestabilität (-200°C bis +250°C), gute elektrische Leitfähigkeit, hohe Abriebfestigkeit, ausgezeichnete chemische Beständigkeit, gut für Isolatoren und Kabelmantelmaterialien.
PEEK: Hohe Zugfestigkeit, ausgezeichnete Formstabilität bei hohen Temperaturen, hohe Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit (außer konzentrierte Schwefelsäure), flammhemmend, geeignet für strahlungsbeständige Anwendungen.
PPO: Ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Hydrolyse und wässrigen Medien, hohe Temperaturstabilität, geeignet für thermische und elektrische Isolationskomponenten.
Silikonkautschuk: Weich und elastisch, nicht beständig gegen Säuren, hohe Flammbeständigkeit, verwendet als Dichtungsmaterial.

2. Vergleichstabelle der Materialien:

Die Tabelle vergleicht Elastizität, Härte, Verfärbung, Wasseraufnahme, Abriebfestigkeit und Preis der Materialien. Die Bewertung reicht von ++ (sehr gut) bis -- (sehr schlecht).

3. Konstruktion von HF-Verbindern:

Funktion und Eigenschaften: Vergleich von idealen und realen Eigenschaften von HF-Verbindern, Ziel ist es, Abweichungen vom Ideal zu minimieren.
Elektrische Eigenschaften: Diskussion über Impedanz, Frequenz, VSWR, HF-Leckverlust, Einfügedämpfung, Spannungsfestigkeit, Isolationswiderstand und Kontaktwiderstand.
Mechanische Eigenschaften: Realistische mechanische Eigenschaften basieren auf bestehenden Normen und Standard-Verbinderabmessungen.

Mechanische Eigenschaften:
Die mechanischen Eigenschaften von HF-Verbindern umfassen die Steckkraft des Innenleiters, das Drehmoment der Kupplungsmutter und die Innenleiter-Festhaltung. Die Ausziehkraft des Innenleiters hängt von Faktoren wie Rauhigkeit und Gleitreibung ab. Die Dauerhaftigkeit der Verbinder wird mit etwa 500 Steckzyklen angegeben, abhängig von Materialabrieb und Federkontaktermüdung.

Umwelteigenschaften:
Die Umwelteigenschaften variieren je nach Einsatzumfeld. Klimaklassen helfen, das Belastungsniveau zu unterteilen. Wichtige Faktoren sind Temperaturbereich, Wärmeschockbeständigkeit und Feuchtigkeitsresistenz. Korrosion ist ein bedeutendes Problem, insbesondere bei Außenanwendungen, und kann durch die Wahl korrosionsbeständiger Materialien gemindert werden.

Konstruktion von Koaxialverbindern:
Koaxialverbinder bestehen aus mehreren Komponenten wie Innenleiter, Aussenleiter, Isolator und Crimphülse. Die Konstruktion muss die Homogenität entlang der HF-Leitung gewährleisten, um die charakteristische Impedanz konstant zu halten. Präzise gefertigte Einzelteile sind entscheidend für die Qualität der Verbinder.

Verbindungsarten:
Es gibt verschiedene Verbindungsarten, die zwischen Innen- und Außenverbindungen unterscheiden. Diese beeinflussen die Spezifikationen für den richtigen Verbindertyp. Die Verbindung von Leiterplatten, Draht oder zwischen Systemen erfordert unterschiedliche Ansätze.

Halterungen:
Die Komponenten eines Verbinders müssen unverlierbar befestigt sein, insbesondere bei Stripline- und Microstriplineverbindern. Die Halterung muss mechanische und elektrische Spezifikationen garantieren, ohne die Beweglichkeit vollständig einzuschränken.

Hauptabschnitte:

Einführung: Die Bedeutung der Anpassung von Komponenten zur Sicherstellung einer stabilen Befestigung wird hervorgehoben. Es wird betont, dass neben der äußeren Form auch andere Faktoren bei der Wahl der Befestigung berücksichtigt werden müssen.
Festhaltungsmechanismen: Verschiedene Methoden zur Befestigung von Innenleitern und Isolatoren werden beschrieben, darunter Einpressen, Epoxidharz, Widerhaken und Rändelungen. Die Vor- und Nachteile jeder Methode werden in Tabellenform dargestellt.
Kopplungsmechanismen: Es werden verschiedene Mechanismen wie Schraub-, Bajonett-, Schnapp-, Quick-Lock- und Gleitmechanismen beschrieben. Jeder Mechanismus wird hinsichtlich seiner Anwendung, Vorteile und Nachteile analysiert.
Befestigungsmethoden: Die Befestigung von Kabelinnenleitern und Außenleitern wird detailliert beschrieben. Methoden wie Stecken, Löten, Crimpen und Klemmen werden hinsichtlich ihrer Effizienz und Anwendungsbereiche verglichen.
Chassismontage: Verschiedene Techniken zur Befestigung von Verbindern an Chassis werden erläutert, einschließlich Bulkhead-Montage, Flanschmontage und hermetisch abgedichteter Verbindungen.

Schlüsselkonzepte:

Die Wahl der Befestigungsmethode beeinflusst die elektrischen und mechanischen Eigenschaften eines Verbinders erheblich.
Mechanische Konstruktionen sollten auf bekannten und bewährten Methoden basieren, um Kosten und Entwicklungszeit zu sparen.
Die richtige Kombination von Längs- und Drehbefestigungen kann die Stabilität und Zuverlässigkeit von Verbindungen erhöhen.
Umgebungsbedingungen und mechanische Belastungen sind entscheidende Faktoren bei der Auswahl der Befestigungsmethode.

1. Einleitung

Das Dokument behandelt die verschiedenen Montagemethoden und Spezifikationen von HF-Verbindern, insbesondere im Kontext der Chassismontage und Leiterplattenanwendungen. Es werden verschiedene Flanschtypen und ihre Vor- und Nachteile beschrieben.

2. Montagemethoden

Bulkhead-Montage: Kostengünstig und ersetzbar, geeignet für Anwendungen mit Vibrationen.
Vierloch-Flanschverbinder: Teurer aufgrund zusätzlicher Bohroperationen, aber ebenfalls ersetzbar.
Hermetische Abdichtung: Nicht ersetzbar, geeignet für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Druck- oder Vakuumdichtigkeit.
Feldersetzbare Befestigung: Vorteilhaft bei Feldmontage, da der Verbinder ohne Beeinträchtigung der hermetischen Abdichtung ersetzt werden kann.

3. Befestigung an Leiterplatten

Es werden drei Montagemethoden beschrieben: Einpressen, Löten und Oberflächenmontage. Die Einpressmethode bietet einen sicheren Kontakt und ist einfacher zu montieren als Löten.

4. Montagewerkzeuge und Anleitungen

Verschiedene Werkzeuge sind für die Montageprozesse verfügbar, um Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten. Beispiele sind Krimp- und Abisolierungswerkzeuge.

5. Koaxialverbinderserien und -kabel

Koaxialverbinderserien: Es gibt eine Vielzahl von Serien, die nach Konstruktionstypen klassifiziert sind, z.B. Mikrominiatur, Subminiatur, Miniatur, Mittel, Groß und Präzision.
Kabelkonstruktion: Verschiedene Konstruktionen wie einfach geschirmt, doppelt geschirmt und Semi-Rigid werden beschrieben.
Kabelmaterialien: Materialien für Innen- und Außenleiter, Dielektrikum und Mantel werden aufgelistet, einschließlich halogenfreier Optionen.

6. Elektrische Kabel-Spezifikationen

Impedanz: Gängige Werte sind 50 und 75 Ohm.
Kapazität: Abhängig von den mechanischen Abmessungen und der Dielektrizitätskonstante.
Grenzfrequenz und Einsatzfrequenzbereich: Bestimmt durch die physikalischen Eigenschaften des Kabels.

Hauptabschnitte:

Dämpfung: Die Einfügedämpfung wird durch den Kabeldurchmesser und die Materialien der Leiter und des Dielektrikums beeinflusst. Ein niedriger Gleichstromwiderstand des Leitermaterials, wie bei versilbertem Kupferdraht, reduziert die Dämpfung.
Schirmdämpfung: Abhängig von der Geflechtart und Kabellänge. Semi-Rigid-Kabel bieten die beste Schirmdämpfung. Ein hoher Deckungsgrad garantiert nicht unbedingt eine hohe Schirmdämpfung.
Signalfortpflanzungsgeschwindigkeit: Bestimmt durch das Dielektrikumsmaterial.
Kabeltypen: Vier HF-Kabeltypen werden beschrieben, darunter flexible Kabel und Mikrowellenkabel. Die Kabelgruppen definieren die Dielektrikumsdurchmesser und mögliche Kabeltypen.
Mikrominiaturverbinder: Serien wie MMBX, MMCX und SMPX sind verfügbar. Der MMCX-Verbinder ist eine Miniaturversion des MCX-Verbinders und eignet sich für Anwendungen mit begrenztem Platz.
Subminiaturverbinder: Die Serie MCX ist kleiner und leichter als SMB-Verbinder. Der MCX-Verbinder ist in 50 Ohm und 75 Ohm erhältlich und bietet eine hohe Zuverlässigkeit.
Miniaturverbinder: Umfasst BNC und TNC-Verbinder. BNC-Verbinder haben einen Bajonettverschluss, während TNC-Verbinder einen Schraubverschluss haben, der sie widerstandsfähiger gegen Vibrationen macht.

Wichtige Tabellen:

Tabelle 21: Beschreibt Kabeltypen, Einsatzfrequenzbereiche und Merkmale.
Tabelle 22: Zeigt Segmente und typische Anwendungen für Mikrominiaturverbinder.
Tabelle 23: Listet Segmente und Anwendungen für Subminiaturverbinder auf.
Tabelle 24: Zeigt Kabelgruppen für Subminiaturverbinder.

Hauptabschnitte:

HF-Verbinder-Design: Dieser Abschnitt beschreibt verschiedene Arten von HF-Verbindern, darunter BNC, TNC, MHV, SHV, BNO, BNT, N und 7/16. Jeder Verbinder wird hinsichtlich seiner Konstruktion, typischen Anwendungen und geeigneten Kabelgruppen analysiert. Die Unterschiede in der Impedanz, Frequenzbereich und mechanischen Eigenschaften werden hervorgehoben.
Typische Anwendungen: Die Anwendungen reichen von militärischen und industriellen Anwendungen bis hin zu medizinischen Geräten und Telekommunikation. Die spezifischen Einsatzbereiche für jeden Verbinder werden detailliert beschrieben.
Kabelgruppen: Es werden die geeigneten Kabelgruppen für jede Verbinderserie aufgelistet, einschließlich der Dielektrikumsdurchmesser, die für die verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.
Präzisionsverbinder: Diese Verbinder zeichnen sich durch hohe Frequenzfähigkeit und elektrische Reproduzierbarkeit aus. Die Serien PC3.5 und SK werden für HF-Messtechnikanwendungen verwendet.
Adaptoren: Adaptoren werden verwendet, um Übertragungsleitungen zu verlängern oder verschiedene Systeme zu verbinden. Sie bieten hohe Reproduzierbarkeit und sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich.
Normen: Der Abschnitt listet die verschiedenen Normierungsausschüsse auf, die für HF-Verbinder relevant sind, einschließlich MIL, IEC und CECC.
Messen und Prüfen: Dieser Abschnitt behandelt die Messtheorie und -methoden für HF-Verbinder. Es werden die Grundlagen der Messung von Reflexions- und Transmissionsfaktoren sowie passiven Intermodulationsprodukten erläutert. Praktische Beispiele und Empfehlungen für Messungen werden gegeben.

Kritische Informationen:

Die Bedeutung der richtigen Kabelwahl für die Leistung der Verbinder.
Die Notwendigkeit, die spezifischen Anforderungen und Normen für jede Anwendung zu berücksichtigen.
Die Wichtigkeit der genauen Messung und Prüfung zur Sicherstellung der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Verbinder.

Hauptabschnitte:

Einführung in Zweitorelemente: Zweitorelemente werden zur Charakterisierung von Mikrowellensystemen verwendet. Die ankommenden und abgehenden Wellen werden durch S-Parameter beschrieben, die frequenzabhängig sind.
S-Parameter: Diese Parameter umfassen den Eingangs- und Ausgangsreflexionsfaktor (s11, s22) sowie den Vorwärts- und Rückwärtsübertragungsfaktor (s21, s12). Sie sind komplexe Größen, die wichtige Informationen über die Funktion des Systems liefern.
Praktische Messungen: Der Abschnitt beschreibt die Durchführung von Messungen mit einem Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) und die Bedeutung der Kalibrierung. Es werden Beispiele für die Messung von Übertragungsfaktoren, Reflexionsfaktoren und passiver Intermodulation (PIM) gegeben.
Kalibrierung: Die Kalibrierung ist entscheidend, um die Genauigkeit der Messungen sicherzustellen. Der Prozess umfasst die Verwendung von Standardspezifikationen und die Kompensation von Fehlern im Messsystem.
Messung von Reflexionen und Übertragung: Der Reflexionsfaktor kann durch Eintor- oder Zweitor-Netzwerkmethoden quantifiziert werden. Der Übertragungsfaktor gibt an, wie viel Leistung von der Eingangs- zur Ausgangsseite übertragen wird.

Kritische Informationen:

S-Parameter sind die am häufigsten verwendeten Netzwerkparameter in der passiven Übertragungstechnik.
Die Kalibrierung des Messsystems ist entscheidend, um genaue Messergebnisse zu erhalten.
Der Reflexionsfaktor wird oft als Rückflussdämpfung (RL) in dB ausgedrückt.

Einleitung: Der Bericht behandelt die Messung der Einfügedämpfung und Rückflussdämpfung von SMA- und N-Assemblies, die in Anwendungen mit hohen Frequenzen eingesetzt werden. Die Messungen sind notwendig, um die Leistung der Verbinder und Kabel in spezifischen Anwendungen zu überprüfen.

Spezifikationen der SMA-Verbinder: Die SMA-Verbinder sind für Frequenzen von DC bis 12,4 GHz spezifiziert, wobei die Übertragungsfrequenz des Systems maximal 5 GHz beträgt. Die Einfügedämpfung wird durch die Kabellänge beeinflusst und beträgt 0,15×√f [GHz] dB. Die VSWR-Werte variieren je nach Verbinderart.

Messverfahren: Der VNA (Vektor-Netzwerk-Analysator) wird kalibriert, um die Messfehler zu minimieren. Die Kalibrierung erfolgt durch eine Durchschaltung der Testkabel. Nach der Kalibrierung werden die Komponenten des Testobjekts gereinigt und sorgfältig konfektioniert, um genaue Messergebnisse zu gewährleisten.

Ergebnisse der SMA-Messung: Die Messergebnisse zeigen, dass die Rückflussdämpfung s11 bei 25,00 dB liegt und die Einfügedämpfung s21 bei 0,49 dB. Diese Werte erfüllen die spezifizierten Anforderungen, was die Eignung der SMA-Verbinder für die Anwendung bestätigt.

Spezifikationen der N-Verbinder: Die N-Verbinder sind für einen Frequenzbereich von DC bis 12,4 GHz spezifiziert. Die VSWR-Werte sind für beide Verbinder gleich und tragen zur Gesamtreflexion des Kabelassemblys bei.

Ergebnisse der N-Messung: Die Rückflussdämpfung des N-Assemblies wird mit –24,50 dB gemessen, was den spezifizierten Anforderungen entspricht. Die N-Verbinder mit rostfreiem Stahlgehäuse erfüllen die VSWR-Spezifikationen, was ihre Eignung für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen bestätigt.

Fazit: Beide getesteten Assemblies, sowohl die SMA- als auch die N-Verbinder, erfüllen die spezifizierten Anforderungen und sind für den Einsatz in den vorgesehenen Anwendungen geeignet.

Hauptabschnitte:

Elektrische Eigenschaften und Frequenzbereich: Die Berechnung der Grenzfrequenz des Verbinders ist entscheidend für die optimale Frequenz des Gesamtsystems. Die Systemkomponente mit dem schmalsten Frequenzbandpass bestimmt die maximale Frequenz.
Messung der passiven Intermodulation (PIM): PIM kann in Mobilfunkanlagen zu Problemen führen. Die Messung erfordert eine Kalibrierung des Messaufbaus und die Minimierung der PIM-Referenz. Ein Beispiel zeigt, dass ein Kabelassembly einen maximalen PIM-Wert von –115 dBm nicht überschreiten darf.
Beispiel 3: Passive Intermodulation: Ein typisches Kabelassembly für Mobilfunkanwendungen wird beschrieben. Die Messung zeigt, dass der PIM-Wert unter dem spezifizierten Grenzwert liegt. Dynamische Messungen sind notwendig, um instabile PIM-Verhalten zu erkennen.
Empfehlungen für den Umgang mit HF-Verbindern: Eine Liste von Dos and Don'ts für die Handhabung, Reinigung und Messung von HF-Verbindern wird bereitgestellt, um die Zuverlässigkeit der Messungen zu gewährleisten.

Schlüsselgrafiken und Tabellen:

Abbildung 89: Schematische Darstellung eines PIM-Messaufbaus.
Abbildung 91: Ergebnis der PIM-Messung – frequenzabhängig.
Abbildung 92: Ergebnis der PIM-Messung – zeitabhängig.
Tabelle 37: Messablauf mit Empfehlungen für den Umgang mit HF-Verbindern.

Zusammenfassung des technischen Dokuments:

1. Spezifikationen und Materialeigenschaften:

Das Dokument beschreibt die Eigenschaften verschiedener Materialien, darunter Metalle wie Beryllium Kupfer, Bronze, Messing, rostfreier Stahl und Anticorodal. Es werden Dichte, Schmelzpunkt, elektrische Leitfähigkeit, elektrischer Widerstand, Wärmeleitzahl, Zugfestigkeit, E-Modul, Korrosionsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Bearbeitbarkeit aufgeführt. Diese Eigenschaften sind entscheidend für die Auswahl des geeigneten Materials für spezifische Anwendungen.

2. Beschichtungsmaterialien und Legierungen:

Es werden die Eigenschaften von Gold, Silber, Nickel und SUCOPLATE® beschrieben. Die Dichte, der Schmelzpunkt, der elektrische Widerstand, die Wärmeleitzahl, die Zugfestigkeit, das E-Modul, die Korrosionsbeständigkeit, die Bearbeitbarkeit und die chemische Beständigkeit werden verglichen. Diese Informationen sind wichtig für die Auswahl von Beschichtungen, die den spezifischen Anforderungen entsprechen.

3. Kunststoffe/Gummi - Isolations-, Mantel- und Dichtungsmaterial:

Die Eigenschaften von Kunststoffen wie PE, PTFE, PFA, FEP, PEEK und PPO werden beschrieben. Dazu gehören Dichte, Temperaturbereich, Schmelzpunkt, Dielektrizitätskonstante, elektrischer Widerstand, Zugfestigkeit, E-Modul, Wasserbeständigkeit, Entflammbarkeit und chemische Beständigkeit. Diese Eigenschaften sind entscheidend für die Auswahl von Kunststoffen in verschiedenen Anwendungen.

4. Glossar:

Das Dokument enthält ein Glossar mit Definitionen und Erklärungen zu Fachbegriffen, die in der Verbindungstechnik verwendet werden. Dazu gehören Begriffe wie Abdeckungsgrad, Abschirmung, Admittanz, Amplitude, Bajonettmechanismus, Bandbreite, Beschichtungsporosität, Biegeradius, BNC, Chassisbuchse, Dämpfung, dBm, Dezibel, Dielektrikum, Dielektrizitätskonstante, DIN 7/16, Drahtwicklung, Durchführung, Durchschlagfestigkeit, Einfügedämpfung, Einsatz, Elastomer, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), ETFE, Exzentrizität, Farad, Federfinger, Fehlanpassung, Feldkonstante, FEP, Ferrule, Feuchtebeständigkeit, Flammbeständigkeit, Flansch, Führungsstift, Geflecht, Gehäuse, Glühen, Grenzfrequenz, Grundmaterial, hermetische Dichtung, IEC, IEEE, Impedanz, Induktivität, Innenbefestigt, Interface, ISO, Isolation, Isolationswiderstand, Kapazität, Kontaktabstand, Kontaktausrichtung, Kontaktbeschichtung, Kontaktdruck, Kontaktfeder, Kontakthaltekraft, Kontaktkopplungs- und -entkopplungskraft.

Diese Informationen sind entscheidend für Ingenieure und Techniker, die in der Entwicklung und Anwendung von Verbindungstechnologien tätig sind.

Hauptabschnitte:

Stecker- und Buchsenkontakte: Die Verbindung und Trennung von Kontakten erfordert bestimmte Maximal- und Minimalkräfte, die durch Spezifikationen oder Kundenanforderungen definiert sind.
Kontaktwiderstand: Beeinflusst durch Kontaktkraft, Geometrie und Oberflächeneigenschaften.
Korrosion: Entsteht durch Wechselwirkungen zwischen unedlen Kontaktteilen und der Umgebung, was zu Funktionsstörungen führen kann. Redundanz und Wischkontakte können die Ausbreitung verringern.
Krimpen: Mechanische Verbindung durch Verformen einer Hülse um ein Kabel.
Materialeigenschaften: Einfluss auf die Konstruktion und Eigenschaften von Verbindern, einschließlich mechanischer und elektrischer Parameter.
Verschiedene Verbinderarten: Beschreibung von Koaxialverbindern wie MCX, MHV, MMCX, N-Verbinder, TNC, UHF und anderen, mit ihren spezifischen Eigenschaften und Anwendungen.
Materialien: Beschreibung von Kunststoffen wie PA, PE, PFA, PTFE, PVC und deren Eigenschaften und Einsatzbereiche.
Elektrische Eigenschaften: Begriffe wie Leitfähigkeit, Phasenstabilität, Reflexionsverlust und VSWR werden erklärt.

Empfehlungen und Normen:

Lötprozess: Schnelles Erhitzen und Abkühlen wird empfohlen, um negative Effekte auf das Flussmittel zu vermeiden.
Verbindungstechniken: Mechanische und elektrische Verbindungen sollten sorgfältig geplant und ausgeführt werden, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Kapitel 2: Kontaktmaterialien und Kunststoffe
Dieses Kapitel behandelt die Auswahl und Eigenschaften von Materialien, die in Verbindern verwendet werden. Es werden verschiedene Quellen zitiert, die Informationen über Materialeigenschaften und deren Anwendungen bieten, darunter Bücher und Handbücher aus den USA und Deutschland.

Kapitel 3: Verbinderkonstruktion
Hier wird die Konstruktion von Verbindern beschrieben. Es werden grundlegende Technologien und spezifische Techniken zur Herstellung von Mikrowellenkomponenten behandelt. Die Literatur umfasst Handbücher und technische Einführungen.

Kapitel 4: Messen und Prüfen
Dieses Kapitel konzentriert sich auf Messmethoden und -techniken für Verbindersysteme. Es werden verschiedene Handbücher und technische Notizen zitiert, die sich mit der Messung von Mikrowellen und der Kalibrierung von Systemen befassen.

Index
Der Index bietet eine umfassende Liste von Begriffen und Konzepten, die im Handbuch behandelt werden, einschließlich technischer Spezifikationen wie Impedanz, Reflexionsfaktor und Materialeigenschaften.

Allgemeine Hinweise
Das Dokument enthält einen Hinweis, dass Produktgarantien nur in schriftlichen Vereinbarungen gewährt werden und die bereitgestellten Informationen vor allem Informationszwecken dienen.

Katalogauszüge

HF VERBINDER-HANDBUCH HF VERBINDER-HANDBUCH HINWEIS Wir gewähren unseren Kunden Produktgarantien hinsichtlich technischer Funktionen und Eignungen zu besonderen Zwecken ausschliesslich in schriftlichen Vereinbarungen. Die Informa-tionen in diesem Dokument sind nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt, sie dienen aber vorab Informationszwecken. HUBER+SUHNER AG HF Technik 9100 Herisau/Schweiz Tel. +41 (71) 353 41 11 Fax +41 (71) 353 45 90 www.hubersuhner.com 84009865 /07.2007 HUBER+SUHNER ist zertifiziert nach ISO 9001 und ISO 14001. HUBER+SUHNER Excellence in Connectivity Solutions

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HUBER+SUHNER® HF-VERBINDER-HANDBUCH Verbinder-Technologie richtig verstehen Veröffentlicht von HUBER+SUHNER AG (www.hubersuhner.com)

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HUBER+SUHNER HF-VERBINDER-HANDBUCH 2. Auflage in Deutsch, 2007 HUBER+SUHNER® ist eine eingetragene Schutzmarke der Firma HUBER+SUHNER. Copyright© HUBER+SUHNER AG, 1996 Veröffentlicht in der Schweiz durch HUBER+SUHNER, Schweiz Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Werks darf ohne die vorgängige Erlaubnis von HUBER+SUHNER AG in irgendeiner Form oder durch irgendein Mittel reproduziert, gespeichert, übersetzt oder übertragen werden, weder elektronisch oder mechanisch noch durch Fotokopie, Tonaufnahme oder sonstwie. Anfragen zu Wiedergaberechten sind zu richten an: HUBER+SUHNER AG, CEO Dokument...

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VORWORT Die der HF-(Hochfrequenz-)Technik zu Grunde liegenden Konzepte haben sich über die Jahrzehnte kaum gewandelt. Das hat denn auch den Ausschlag für die Zusammenstellung dieses Verbindertechnik-Leitfadens gegeben. Diese Informationsbroschüre bietet einen Abriss über das aktuelle Know-How und die Erfahrung von HUBER+SUHNER. Sie richtet sich sowohl an technisch Versierte wie auch Laien, die sich tagtäglich mit Kauf, Vertrieb oder gar Montage von HF-Verbindern auseinandersetzen müssen. Der Leitfaden ist als kleines Nachschlagewerk gedacht und behandelt Grundlagen, Konstruktionstechnik und Leistungsmerkmale...

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VORWORT Schliesslich ist diesem Leitfaden auch eine Formelsammlung beigelegt. Sie enthält alle in der Broschüre aufgeführten Gleichungen und Tabellen zur Umrechnung von beispielsweise Reflexionszu Rückflussdämpfung. Unser Wunsch ist nun, dass Sie diese Broschüre genau so nützlich finden, wie wir es beabsichtigt haben. HUBER+SUHNER AG Juli 2007 4 HUBER+SUHNER HF–VERBINDER–HANDBUCH

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INHALT SEITE KAPITEL 1: EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF-THEORIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 KAPITEL 2: WERKSTOFFE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 KAPITEL 3: HF-VERBINDERKONSTRUKTION . . . . . . . . . . . . . . 59 KAPITEL 4: MESSEN UND PRÜFEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 KAPITEL 5: ANHANG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 KAPITEL 6: HINWEISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 KAPITEL 7: INDEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....

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INHALT SEITE 1.1 DEFINITION UND EINTEILUNG DER HOCHFREQUENZ 9 1.2 AUFBAU UND FUNKTION VON HF-LEITUNGEN 11 1.2.2 Eine typische HF-Leitung 12 1.2.3 Elektromagnetisches Feld entlang einer HF-Leitung 12 1.2.4 Widerstände und Blindwiderstände in einer HF-Leitung 15 1.2.5.1 Charakteristische Impedanz einer dämpfungsarmen Leitung bei hohen Frequenzen 16 1.2.7.1 Beziehung von Frequenz zu Wellenlänge 20 1.2.8.1 Einfluss des dielektrischen Werkstoffes auf die HUBER+SUHNER HF-VERBINDER-HANDBUCH

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EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF-THEORIE 1.3.1 Rücklaufende Welle (Spannung) 22 1.3.2 Reflexion aus verschiedenen Störstellen 23 1.3.3 Begriffe zur Definition einer Fehlanpassung 24 1.3.4 Vergleich zwischen T, RL und VSWR 29 1.3.5 Reflexion von zwei oder mehr Störstellen 30 1.4.2 Dämpfungsanteile von Leiter und Dielektrikum 32 HUBER+SUHNER HF-VERBINDER-HANDBUCH

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HF-Theorie 1. EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF-THEORIE 1.1. DEFINITION UND EINTEILUNG DER HOCHFREQUENZ Der Schwerpunkt dieses Kapitels liegt auf den typischen Parametern von HF-Leitungen, die aus Koaxialverbindern und -kabeln bestehen. Es wird beschrieben, was bei der Übertragung geschieht und weshalb. Gleichzeitig vermittelt das Kapitel Grundsatzwissen zur allgemeinen HF-Technik. Dabei werden auch Gleichungen zur Unterstützung oder als Grundlage für die weiteren Kapitel herangezogen. Im ersten Teil dieses Kapitels grenzen wir den Unterschied zwischen Hoch- und Niederfrequenz ab und erklären,...

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EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF–THEORIE Der Hochfrequenzbereich beginnt dort, wo Ströme und Spannungen frequenzabhängig werden oder wo die Wellenlänge wichtig wird (λ ≃ Länge der Komponente). 1.1.1. Frequenzzuordnungen Verwendete Abkürzungen: VLF Myriameterwellenbereich LF Niederfrequenzbereich MF Hektometerwellenbereich HF Hochfrequenzbereich VHF Meterwellenbereich UHF Dezimeterwellenbereich SHF Zentimeterwellenbereich EHF Millimeterwellenbereich Bereichszahl Frequenzbereich Wellenlänge Bezeichnung 4 3 ... 30 kHz 100 ... 10 km Myriameterwellen (längste Wellen) 5 30 ... 300 kHz 10 ... 1 km...

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HF-Theorie EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF–THEORIE 1.2. AUFBAU UND FUNKTION VON HF-LEITUNGEN Koaxialleitungen sind die effizienteste Art, um Signale von einer Quelle (Abbildung 3) über eine HF-Leitung an einen Abschluss zu übertragen. Meistens werden dazu Kabelassemblies (aus Kabel und Verbindern konfektionierte Kabel) eingesetzt. Die Distanz zwischen der Quelle und dem Abschluss ist dabei die Assembly-Länge. Fortpflanzungsrichtung Quelle Abschluss Verbinderpaare Abbildung 3 Fortpflanzung entlang einer HF-Leitung Der wichtigste Faktor bei der Wahl des Verbinders ist das gewählte HF-Kabel....

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EINFÜHRUNG IN DIE GRUNDLAGEN DER HF–THEORIE 1.2.2. Eine typische HF-Leitung Aussenleiter Dielektrikum (Isolation) Innenleiter Abbildung 5 Aufbau einer HF-Leitung Die konzentrische Anordnung von Innen- und Aussenleiter schützt die Koaxialleitung gegen äussere Einflüsse. Die Signale werden als TEM-Welle (transversale elektromagnetische Welle) übertragen, bis die obere Grenzfrequenz erreicht wird (siehe Abschnitt 1.2.6., Seite 18). Der mechanische Aufbau der HF-Leitung bestimmt diesen Punkt. Grundsätzlich gilt: Je geringer die mechanischen Abmessungen, desto höher die Frequenzen. Es bestehen in...

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Power Sub-Miniature PSM
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