CC BY
41062 www.finestreet.ru компоненты установочные и коммуникационные элементы
Анатолий КАЛИНИН
[email protected] Кива ДЖУРИНСКИЙ, к. т. н.
Герметичные соединители SMA
фирмы Radiall
Соединители SMA наиболее широко применяются в микроэлектронной и радиотехнической аппаратуре, работающей в диапазоне частот до 18 ГГц [1]. Их выпускают десятки крупных фирм: Amphenol, Tyco, Southwest Microware, SV Microwave (США), Radiall (Франция), Huber + Shuner (Швейцария), KMW (Корея) и др. [2]. Фирма Radiall является одним из крупнейших в Европе производителей радиочастотных соединителей. Обзору герметичных соединителей SMA этой фирмы и посвящена настоящая публикация.
Почему Radiall
С 1952 года эта фирма ведет разработку и выпуск радиочастотных коаксиальных соединителей и кабельных сборок. Radiall выделяется среди других производителей широкой номенклатурой выпускаемых соединителей SMA. В нее входят соединители «розетка» и «вилка», разнообразные кабельные и приборно-кабельные соединители, кабельные сборки и адаптеры, коаксиально-ми-крополосковые переходы (КМПП), СВЧ-вы-воды для печатных плат, прямые и угловые, герметичные и негерметичные. Выпускаются соединители SMA гражданского и военного назначения: более 100 типов кабельных и приборно-кабельных, около 80 типов КМПП и СВЧ-выводов печатных плат и более 20 типов одноканальных адаптеров.
Особый интерес для современной герметизированной аппаратуры СВЧ представляют герметичные соединители SMA. Они име-
ют оригинальную конструкцию и отличаются высокой надежностью.
Классификация герметичных соединителей Radiall
Требование герметичности предъявляется только к КМПП, а также частично к СВЧ-вы-водам и адаптерам [1]. Основные типы герметичных КМПП приведены на рис. 1. Имеются три конструктивных решения герметичных КМПП [3]:
1. «Составные» — собственно соединитель (СВЧ-разъем) в сочетании с металлостеклянным 50-омным СВЧ-вводом.
• Фланцевые, с квадратным фланцем размерами 12,4x12,4 или 9,5х9,5 мм с четырьмя крепежными отверстиями, а также с усеченным прямоугольным фланцем размерами 5,65x16 мм с двумя крепежными отверстиями.
• Вкручиваемые в корпус изделия. При этом центральный проводник СВЧ-ввода кон-
тактирует с внутренним гнездовым проводником соединителя.
• Прямые панельно-кабельные.
2. С внутренним металлостеклянным спаем, впаиваемые в корпус изделия или вкручиваемые и герметизируемые в нем при помощи металлической или эластичной (силиконовой) прокладки.
3. Без внутреннего металлостеклянного спая, вкручиваемые в корпус изделия и герметизируемые в нем при помощи деформируемой металлической или эластичной прокладок. Каждый из этих соединителей (за исключением панельно-кабельных) выпускается в варианте «розетка» или «вилка», с неподвижным, скользящим или сменным контактом.
Первые два типа КМПП имеют наиболее высокую степень герметичности — скорость натекания менее 1,3х10-9 м3-Па/с (10-8 см3-атм/с). При этом скорость натекания СВЧ-ввода не превышает 1,3х10-11 м3-Па/с. Такую скорость натекания можно определить только масс-спектрометрическим методом при помощи гелиевого течеискателя. Соединители третьего типа наименее герметичны — скорость натекания не более 1,3х10-6 м3-Па/с (10-5 см3-атм/с). Их применение ограничено изделиями менее ответственного назначения или кратковременного действия. Подробно о способах уплотнения таких соединителей в корпусах изделий рассказано в отдельной работе одного из авторов [1].
Номенклатура герметичных соединителей SMA
В таблицах 1-3 приведены основные типы и фирменные обозначения герметичных соединителей 8МЛ. Их внешний вид показан на рис. 2. Выпускаются соединители с золотым покрытием корпуса (тип А) и с корпусом, изготовленным из нержавеющей стали с пассивированной поверхностью (тип В). В первом случае обозначение соединителя заканчивается цифрой «0», во втором — цифрой «1».
фланцевые
фланец
12,7г12,7мм
фланец 9,5ґ9,5 мм
Усеченный фланец 5,65г16 мм
Герметичные соединители
«розетка»
с неподвижным со скользящим СО сменным
контактом контактом контактом
составные с внутренним спаем без спая, с прокладкой
вкручиваемые
панельно-
кабельные
впаиваемые
вкручиваемые с прокладкой
сжимаемои
□=
деформируемой
□=
эластичнои
вкручиваемые
=С
деформируемой
□=
эластичнои
сжимаемои
Рис. 1
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 ’2005
установочные и коммуникационные элементы
Таблица 1. Составные герметичные соединители
№ Тип соединителя Фирменное обозначение
Диаметр/длина центрального проводника, мм
СВЧ-ввод 0,3/8,0 0,46/8,0 0,5/5,6 0,5/9,52
R280.751.000 (рис. 2, № 1) R280.755.000 (рис. 2, № 2) R280.757.060 (рис. 2, № 3) R280.757.080 (рис. 2, № 4)
I. Фланцевые, типов А*и В*, «розетка»
Фланец 12,7x12,7 мм, тип А (рис. 2, № 5) R125.411.000 R125.411.010
~Т~ То же, тип В (рис. 2, № 6) R125.411.001 R125.411.011
“4“ Фланец 9,5х9,5 мм, тип А (рис. 2, № 7) R125.941.000 1 R125.941.010 1 - 1 -
~5~ Фланец усеченный, прямоугольный 5,65x16 мм, тип А (рис. 2, № 8) R125.465.000 R125.465.010
6 То же, тип В (рис. 2, № 9) R125.465.001 R125.465.011
1 II. Фланцевые, типов А и В, «вилка»
7 Фланец 12,7x12,7 мм, тип А (рис. 2, № 10) R125.431.000 R125.431.010
~Г То же, тип В (рис. 2, № 11) R125.431.001 R125.431.011
9 Фланец 9,5х9,5 мм, тип А R125.942.000 1 R125.942.010 1 - 1 -
10" Фланец усеченный, прямоугольный 5,5x16 мм, тип А R125.481.000 R125.481.010
тг То же, тип В (рис. 2, № 12) R125.481.001 R125.481.011
1 III. Вкручиваемые, проходные, «розетка»
12 Тип А R125.556.000 R125.638.001 R125.556.010 -
13 Тип В R125.556.001 R125.556.011
IV. Фланцевые, панельно-кабельные (под полужесткий кабель 0,085" (RG 405/U)
ГИ 1 Фланец усеченный, прямоугольный 5,65x16 мм, тип А R2 0.3 0 о о R280.331.010
Таблица 2. Соединители с внутренним металлостеклянным спаем
*Здесь и далее: тип А — соединители с золотым покрытием корпуса,
тип В — соединители с корпусом из нержавеющей стали с пассивированной поверхностью.
• Прямые СВЧ-потери (максимальные) —
°>07/гГц дБ
• Экранное затухание — менее -60 дБ.
• Максимальное эффективное напряжение — 500 В.
• Сопротивление изоляции — более 5х109Ом.
• Рабочий диапазон температур:
- для составных соединителей — от -65 до +165 °С;
- для соединителей, герметизируемых при помощи прокладки — от -40 до +100 °С.
Механические характеристики:
• Количество циклов соединений и рассоединений — 500.
• Усилие соединения и рассоединения — 27 Н.
• Момент вращения гайки — 2,8 Н-см.
• Момент вращения при вкручивании соединителя в корпус изделия — 280±10 или 190±10 Н-см.
Особенности применения
Для обеспечения оптимальных параметров согласования необходима правильная установка КМПП в корпус изделия. В каталогах и в другой технической документации фирмы Radiall приведены указания по конструкции корпуса в месте установки КМПП, способу установки и рекомендуемому для этого инструменту. СВЧ-вводы и соединители предлагается впаивать в корпус изделия припоем Sn/Pb 60/40 при температуре не более 250 °С с предварительным подогревом до температуры 100 °С. В месте выхода центрального проводника соединителя или СВЧ-ввода на микропо-лосковую линию диаметр отверстия в корпусе D должен быть D = 2,3 d, где d — диаметр центрального проводника. Для СВЧ-вводов с диаметром центрального проводника 0,3 мм D = 0,7±0,02 мм. Для соединителей с центральным проводником диаметром 0,5 мм диаметр отверстия в корпусе D = 1,15±0,02 мм.
Ка^1аИ выпускает 46 типов и типоразмеров герметичных соединителей: 27 — составных, 14 — с внутренним металлостеклянным спаем и 5 — без металлостеклянного спая. Выпускаются также металлостеклянные СВЧ-вводы с диаметром центрального проводника 0,3; 0,46 и 0,5 мм (табл. 1).
Основные параметры соединителей
Электрические характеристики:
• Волновое сопротивление — 50 Ом.
• Рабочий диапазон частот — от 0 до 18 ГГц.
• Максимальный КСВН в рабочем диапазоне частот:
- для составных соединителей — 1,06+0,002/ГГц;
- для соединителей с внутренним металлостеклянным спаем — 1,10+0,01/пц.
Фирменное обозначение
«розетка» «вилка»
1. Впаиваемый, с круглым центральным контактом, тип А (рис. 2, № 13 и 14) R125.630.040 R125.630.170 R125.630.000 R125.633.040 R125.633.170 R125.633.000
2. Вкручиваемый, тип А (рис. 2, № 15). Герметизация в изделии при помощи сжимаемой металлической прокладки (рис. 1, № 16) R125.609.000 R125.639.000
ИГ То же, тип В R125.609.001 R125.639.001
4. Вкручиваемый, со сменным круглым скользящим центральным контактом (рис. 2, № 17), тип А R125.609.010 -
”57 То же, тип В R125.609.011 -
6. Вкручиваемый, со сменным плоским центральным контактом, тип А R125.609.070 -
Т" То же, тип В R125.609.071 -
Таблица 3. Вкручиваемые соединители без металлостеклянного спая, тип
Фирменное обозначение
«розетка» «вилка»
1. Герметизируемый в корпусе изделия при помощи деформируемой металлической прокладки R125.605.401 -
2. То же, с круглым сменным скользящим центральным контактом R125.605.371 -
3. Соединитель по п. 1 с плоским сменным скользящим центральным контактом R125.605.361 -
4. С плоским сменным центральным контактом, герметизируемый в корпусе при помощи эластичной прокладки R125.605.561 R125.635.561
Если же используется дополнительный скользящий контакт, отверстие в корпусе должно быть диаметром 1,73±0,025 мм.
При вкручивании в корпус изделия соединителей, герметизируемых при помощи сжимаемой прокладки из алюминиевого сплава, деформация стенки корпуса толщиной 6,35 мм не должна превышать 25 мкм. Для выполнения этого требования используют специальные ключи R282.341.000 или R282.341.010, обеспечивающие момент вращения 280±10 Н-см. Если необходим момент вращения 190±10 Н-см, то применяют ключ R282.342.010.
Заключение
Соединители фирмы Radiall имеют высокий уровень параметров. Созданные более 50 лет тому назад, они нашли широкое применение в военной, аэрокосмической, телекоммуникационной и других областях техники. Их применение особенно целесообразно в аппаратуре СВЧ с большим сроком службы и высокой надежностью. ■
Литература
1. Джуринский К. Б. Соединители SMA // Электронные компоненты. 2005. № 3.
2. Джуринский К. Б. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. М.: «Издательский сервис». 2003.
3. Subminiature coaxial connectors. Hermetic SMA range. Каталог D1С049СЕ фирмы Radiall Com. 2005.
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2005
