Koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenzanwendungen

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Es werden verschiedene Koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenzanwendungen unterschieden.

BNC-Steckverbinder (Bayonet Neill Concelman), benannt nach den Entwicklern Paul Neill (Bell Labs) und Carl Concelman (Amphenol), wurden Ende der 40er-Jahre als eine verkleinerte Version der C-Steckverbinder basierend auf einem Patent von Octavio Salati entworfen. Die Deutung der Abkürzung ist nicht unumstritten, als weitere Erklärungen werden häufig auch Bayonet Navy Connector, British Naval Connector, Bayonet Nut Connector oder Bayonet Norm Connector verwendet. Ironisch wird BNC manchmal auch als Beinahe No Contact 'übersetzt', was wohl auf die nicht idealen elektrischen Eigenschaften dieser Steckverbindung hindeuten soll, aber auch auf die oft (meist selbst) schlecht angebrachten Stecker bei den Netzwerkkabeln (Cheapernet, Thin Ethernet, 10Base2) hinweist.

BNC-Steckverbinder sind koaxiale Steckverbinder mit einem Bajonettverschluss für Hochfrequenz bis etwa 4 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von entweder 50 oder 75 Ω. Sie werden hauptsächlich in Funk- und Videotechnik eingesetzt. (Als Sonderform wurden auch BNC-Steckverbinder mit einem Wellenwiderstand von 90 Ω für bestimmte Netzwerkanwendungen produziert.) Die BNC-Technik hat bei der Übertragung von schwachen Gleichströmen und niederfrequenten Wechselströmen eine große Bedeutung, weil der Außenleiter der Abschirmung von elektromagnetischen Wellen dient. Aus diesem Grunde werden in der Regel auch die Anschlüsse an Messgeräten wie Oszilloskop, Frequenzzähler und Funktionsgenerator in BNC-Technik ausgeführt.

Ihr Einsatz von BNC in 10Base2 Computernetzwerken ist stark zurückgegangen, seitdem dort Twisted-Pair-Technik die Koaxialkabel verdrängt.

Eine Variante mit Gewinde sind TNC-Steckverbinder.

Inhaltsverzeichnis 1 Bezeichnungen 2 Bauformen 3 Wellenwiderstand 4 Weblinks

[Bearbeiten] Bezeichnungen

Häufig findet man auch folgende nicht korrekte Bezeichnungen:

• Baby Neil Concelman
• British Navy Connector
• Bayonet Navy Connector
• Bayonet Nut Connector

[Bearbeiten] Bauformen

Belling-Lee Steckverbinder (IEC 60169-2) wurden gegen 1922 von dem Englischen Radiohersteller Belling-Lee Ltd entwickelt und waren ursprünglich nur für Mittelwelle gedacht. Obwohl sie, im Gegensatz zu moderneren Koaxsteckern, nicht an die 75-Ohm Impedanz des Antennenkabels angepasst sind, sind Belling-Lee Verbinder auch heute noch an jedem Fernsehgerät in Europa zum Anschluss von terrestrischen VHF- und UHF-Antennen zu finden.

C-Steckverbinder besitzen einen 2-nockigen Bajonett-Verschluss und sind für Frequenzen bis 11 GHz geeignet.

F-Steckverbinder (IEC 60169-24) sind koaxiale Steckverbinder mit einer Schraubverbindung für Hochfrequenz bis etwa 5 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 75 Ω.

F-Steckverbinder sind die in Nordamerika üblichen Fernsehantennenstecker und gehören auch heute zu den weltweit am meisten verwendeten Steckverbindern im Bereich des Satellitenfernsehen.

K-Stecker oder 2,92 mm Stecker sind eine Weiterentwicklung aus den SMA-Steckern. Statt Teflon wird als Dielektrikum Luft verwendet und gestattet die Verwendung bis ca. 40 GHz.

2,40 mm-Stecker sind eine Weiterentwicklung der 2,92 mm Stecker. Die Stecker sind für eine Frequenz bis ca. 50 GHz ausgelegt. Sie sind mechanisch kompatibel zu den V-Steckern.

MCX-Steckverbinder (Miniature CoaX), sind kleine koaxiale Steckverbinder die 1990 entwickelt wurden und in 50 Ω und 75 Ω erhältlich sind. Sie sind für Frequenzen bis 6 GHz ausgelegt. Ähnlich SMB verwenden sie eine Schnappverbindung und sind daher sehr einfach zu handhaben.

MMCX-Steckverbinder (Micro Miniature CoaX), sind sehr kleine (3,5mm Durchmesser) koaxiale Steckverbinder nach DIN EN 122340. Sie sind bei PCMCIA-Karten weit verbreitet. Sie sind bis 6 GHz spezifiziert und für 50 Ω erhältlich.

SSMCX-Steckverbinder (Super Small MCX), sind ca. 30% kleiner als MMCX. Sie sind für Frequenzen bis 10 GHz spezifiziert.

UHF-Steckverbinder, auch PL-Stecker genannt, findet man überwiegend in weniger anspruchsvollen Anwendungen im Kurzwellenbereich, beispielsweise bei Kurzwellen-Amateurfunkgeräten oder CB-Funk. Auch im Bereich des 4m-BOS-Funks ist es (noch) der Standard-Anschluss, ebenso bei vielen älteren Betriebsfunkgeräten. Der Stecker entwickelte sich als eine geschirmte Variante des 4mm-Laborsteckers ("Bananenstecker"). Besonders billige Varianten halten aber oft die 50 Ω Wellenwiderstand nicht ein.

N-Steckverbinder, benannt nach Ihrem Entwickler Paul Neill sind koaxiale Steckverbinder mit einer Schraubverbindung für Hochfrequenz bis etwa 11 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 50 Ω, selten auch 75 Ω.

Paul Neill entwickelte diese Norm 1942 in den Bell Labs, da die bis dahin verwendeten UHF-Steckverbinder ungeeignet für höhere Frequenzen waren. Die ursprüngliche Spezifikation wurde im laufe der Zeit mehrfach verbessert, es gibt seit 1972 auch eine bis 18 GHz spezifizierte Präzisionsausführung.

N-Steckverbinder gehören auch heute zu den am meisten verwendeten Steckverbindern in der Hochfrequenztechnik.

7/16-Steckverbinder wurden benannt nach ihren metrischen Maßen von Innenleiter-Durchmesser (7mm) und Dielektrikum-Durchmesser (16mm). Sie erlauben höhere Übertragungsleistungen als N-Steckverbinder.

Der RP-TNC (engl. reverse polarity threaded Neill Concelman) ist eine Sonderform des TNC-Steckverbinders. Äußerlich sind die Steckverbinder gleich, nur die Innenteile wurden vertauscht. Daher haben die RP-TNC-Steckverbinder einen buchsenförmigen (weiblichen), die Buchsen einen steckerförmigen (männlichen) Zentral-Kontakt.

Diese Steckverbinderform wird oft bei WLAN-Komponenten eingesetzt. Die FCC ordnete für WLAN die Verwendung von nicht-standardkonformen Antennensteckern an, um den (versehentlichen) Anschluss von nicht für WLAN zugelassenen Antennenanlagen durch den Endanwender zu verhindern (Vgl. FCC Part 15.203).

SMA-Steckverbinder werden vornehmlich für Anwendungen in Frequenzbereichen von 1 GHz bis 18 / 26,5 GHz (je nach Ausführung) eingesetzt. SMA steht dabei für Sub-Miniature-A.

Im Vergleich zu anderen Hochfrequenz-Steckverbindern fällt die SMA-Norm klein aus. Nichtsdestoweniger charakterisiert diese aber eine hohe mechanische Festigkeit auf Grund der verwendeten Schraubverbindung. Der Wellenwiderstand liegt üblicherweise bei 50 Ω.

Moderne SMA-Stecker sind bis 27 GHz und darüber hinaus spezifiziert. Dann werden Sie als Super SMA bezeichnet. Nicht zu verwechseln mit SSMA (Small SMA).

Nicht zu verwechseln ist der SMA-Steckverbinder mit dem sogenannten Reverse-SMA-Steckverbinder (auch oft als RP-SMA bezeichnet), der äußerlich gleich ist, aber bei dem die Innenteile vertauscht sind. Reverse-SMA wird oft für Antennenanschlüsse an Wireless-LAN-Geräten benutzt.

SMB steht für Sub-Miniature-B. SMB-Steckverbinder werden im Frequenzbereich bis hin zu 4 GHz eingesetzt. Im Gegensatz zu SMC-Steckverbindern werden die Verbinder nur gesteckt und nicht geschraubt. Sie werden hauptsächlich für geräteinterne Verbindungen verwendet.

SMC-Steckverbinder sind Verbinder ähnlich der SMA-Verbinder, aber die Schlüsselweite der Schraubverriegelung ist kleiner (Verschraubung hat Schlüsselweite 6,35 statt 8 mm beim SMA-Stecker). Elektrische Daten und Abmessungen des Steck-Interfaces wie bei SMB-Steckverbinder und SMS-Steckverbinder.

SMP-Steckverbinder sind Hochfrequenz-Steckverbinder-Norm für einen Frequenzbereich DC bis 40 GHz. Die Verbindung wird gesteckt. Die Verbinder sind mechanisch sehr kompakt (Stecker-Interface: Innenleiterstift nominal 0,38 mm Durchmesser, Außendurchmesser am Interface ca. 3,2 mm).

Stecker gibt es in drei Versionen mit unterschiedlichen Steckkräften: Schnappversionen "full detent" und "limited detent" und Gleitversion "smooth bore". Die Gleitvariante ist ähnlich wie SMS-Steckverbinder für Einschub-Module oder aufeinander gesteckte Leiterplatten vorgesehen. Üblicherweise haben dabei die zu verbindenden Module nur Stecker (male) und werden durch in darin eingesteckte Buchse-Buchse-Adapterstücke (female-female) erst untereinander kuppelbar. Die Besonderheit ist, dass durch diese Konstruktion aus drei Teilen ein axialer und insbesondere radialer Toleranzausgleich ermöglicht wird, was bei vielpoligen Verbindungen unbedingt erforderlich ist.

SMS steht - vermutlich - für Sub-Miniature-Sliding. Bei manchen Herstellern heißt diese Steckernorm auch SMG.

SMS-Steckverbinder werden im Frequenzbereich bis hin zu 4 GHz eingesetzt. Im Gegensatz zu SMB-Steckverbindern haben die SMS-Verbinder keine Schnapp-Verriegelung. Sie werden deshalb hauptsächlich an Einschub-Baugruppen angewendet, da sie relativ geringe Steckkräfte aufweisen. Von den Dimensionen des Koaxial-Interfaces sind sie wie die SMB- und SMC-Steckverbinder aufgebaut, z.B. Durchmesser des Innenleiter-Steckerstiftes 0,48 .. 0,53 mm, Außendurchmesser des Steckers 3,66 .. 3,71 mm. SMS- und SMB-Verbinder sind untereinander steckbar.

SSMA steht für Small SMA und wurde vornehmlich für den Weltraum konzipiert und erlaubt eine Verwendung bis 40 GHz.

TNC-Steckverbinder (Threaded Neill Concelman) sind koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenz bis etwa 11 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 50 Ω.

Moderne TNC-Stecker sind ebenfalls wie der N-Stecker bis ca. 18 GHz ausgelegt.

TNC-Steckverbinder gleichen im wesentlichen BNC-Steckverbindern, werden jedoch durch ein Gewinde (engl.: Thread) statt durch einen Bajonettverschluss miteinander verbunden.

Die Entwickler Paul Neill und Carl Concelman entwickelten diese Norm in den späten 50er-Jahren als Alternative zu BNC-Steckverbindern, deren elektrische Eigenschaften in Umgebungen mit starker Vibration, beispielsweise Fahrzeugen, durch den verhältnismäßig losen Bajonettverschluss zu wünschen übrig ließen.

WICLIC-Steckverbinder sind koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenz der Firma Wilhelm Sihn Jr. GmbH & Co. KG.

Die Stecker werden unter anderem in Automobil-Telefoninstallationen (Antennenanschlüsse) sowie für den Anschluss von Internet Kabelmodems verwendet, wobei dort der Anschluss oft Breitband- oder Multimedia-Dose genannt wird.

QN-Steckverbinder wurden von der Firma Rosenberger entwickelt. Sie basieren auf den Steckern der N-Serie, werden aber nur gesteckt statt geschraubt. Sie sind im gesteckten Zustand um 360° drehbar. Der Stecker ist geeignet bis 11GHz und entspricht dem QLF (C)-Standard (Quick Lock Formula). Sie werden unter anderem in Mobilfunk-Basisstationen (z.B. Nortel S18000) verwendet, weil sie wesentlich schneller montiert werden können.

QMA-Steckverbinder sind die kleinere Variante des QN-Steckverbinders. Sie basieren auf dem SMA-Interface und sind bis 18GHz verwendbar.

V-Stecker oder auch 1,85 mm Stecker sind für Frequenzen bis ca. 67 GHz ausgelegt.

[Bearbeiten] Wellenwiderstand

Der Wellenwiderstand der Stecker wird überwiegend durch die Abmessungen dieser bestimmt, in geringerem Maße durch die verwendeten Werkstoffe. Näherungsweise kann der Wellenwiderstand durch das Verhältnis von Außenleiterdurchmesser zu Innenleiterdurchmesser bestimmt werden: Z ~ R/r. Hieraus wird schnell klar, dass der Innenstift von 75 Ohm-Steckern dünner ist als bei 50 Ohm-Steckern. Aus diesem Grunde darf man niemals einen 50 Ohm-Stecker in eine 75 Ohm-Buchse stecken, da dies eine Zerstörung oder zumindest eine Beschädigung der Buchse verursacht. Der umgekehrte Fall ist zwar harmlos für die Buchse, jedoch kann der sichere Kontakt nicht gewährleistet werden. Dem gegenüber wirbt zumindest der Hersteller Amphenol mit der Kompatibilität seiner 50 Ohm und 75 Ohm Steckverbinder.

[Bearbeiten] Weblinks

• Bilder und Montageanleitungen der gängigsten koaxialen HF-Verbinder von F. KUSCH (Dortmund)
• Steckerverbinder bei Firma Datennetz Wien / Österreich
• SMP Verbinder bei Amphenol,
• BNC Verbinder bei Amphenol,
• SMP Verbinder bei Rosenberger
• Super SMA Konnektoren bei Southwest Microwave
• 2,92 mm Konnektoren bei Southwest Microwave
• 2,40 mm Konnektoren bei Southwest Microwave
• 1,85 mm Konnektoren bei Southwest Microwave
• SSMA Konnektoren bei Southwest Microwave
• N&TNC Konnektoren bei Southwest Microwave