Đầu nối anten là một loại đầu nối điện tử được sử dụng để kết nối thiết bị và cáp tần số vô tuyến. Chức năng chính của nó là truyền tín hiệu tần số cao.
Đầu nối có đặc tính phối hợp trở kháng tuyệt vời, đảm bảo giảm thiểu sự phản xạ và suy hao tín hiệu trong quá trình truyền dẫn giữa đầu nối và cáp. Chúng thường có đặc tính chắn sóng tốt để ngăn chặn nhiễu điện từ bên ngoài ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu.
Các loại đầu nối anten thông dụng bao gồm SMA, BNC, N-type, TNC, v.v., phù hợp với các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
Bài viết này cũng sẽ giới thiệu cho bạn một số loại đầu nối thường dùng:
Tần suất sử dụng đầu nối
Đầu nối SMA
Đầu nối đồng trục RF loại SMA là một loại đầu nối RF/vi sóng được thiết kế bởi Bendix và Omni-Spectra vào cuối những năm 1950. Đây là một trong những loại đầu nối được sử dụng phổ biến nhất vào thời điểm đó.
Ban đầu, đầu nối SMA được sử dụng trên cáp đồng trục bán cứng 0,141″, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng vi sóng trong ngành công nghiệp quân sự, với chất điện môi Teflon.
Do kích thước nhỏ và khả năng hoạt động ở tần số cao hơn (phạm vi tần số từ DC đến 18GHz khi kết nối với cáp bán cứng, và từ DC đến 12,4GHz khi kết nối với cáp mềm), đầu nối SMA đang ngày càng phổ biến. Một số công ty hiện nay đã có thể sản xuất đầu nối SMA ở dải tần khoảng DC~27GHz. Ngay cả việc phát triển các đầu nối sóng milimét (như 3,5mm, 2,92mm) cũng xem xét đến khả năng tương thích cơ học với đầu nối SMA.
Đầu nối SMA
Đầu nối BNC
Tên đầy đủ của đầu nối BNC là Bayonet Nut Connector (đầu nối kiểu khớp nhanh, tên gọi này mô tả rõ hình dạng của đầu nối), được đặt theo cơ chế khóa kiểu lưỡi lê và những người phát minh ra nó là Paul Neill và Carl Concelman.
Đầu nối BNC là một loại đầu nối RF thông dụng giúp giảm thiểu sự phản xạ/mất mát sóng. Đầu nối BNC thường được sử dụng trong các ứng dụng tần số thấp đến trung bình và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông không dây, tivi, thiết bị kiểm tra và thiết bị điện tử RF.
Đầu nối BNC cũng được sử dụng trong các mạng máy tính thời kỳ đầu. Đầu nối BNC hỗ trợ tần số tín hiệu từ 0 đến 4GHz, nhưng cũng có thể hoạt động lên đến 12GHz nếu sử dụng phiên bản chất lượng cao đặc biệt được thiết kế cho tần số này. Có hai loại trở kháng đặc trưng, đó là 50 ohm và 75 ohm. Đầu nối BNC 50 ohm phổ biến hơn.
Đầu nối loại N
Đầu nối anten kiểu N được Paul Neal phát minh tại Bell Labs vào những năm 1940. Đầu nối kiểu N ban đầu được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của lĩnh vực quân sự và hàng không trong việc kết nối các hệ thống radar và các thiết bị tần số vô tuyến khác. Đầu nối kiểu N được thiết kế với kết nối ren, cung cấp khả năng phối hợp trở kháng và che chắn tốt, phù hợp cho các ứng dụng công suất cao và tần số thấp.
Dải tần số của các đầu nối loại N thường phụ thuộc vào thiết kế và tiêu chuẩn sản xuất cụ thể. Nói chung, đầu nối loại N có thể bao phủ dải tần số từ 0 Hz (DC) đến 11 GHz đến 18 GHz. Tuy nhiên, các đầu nối loại N chất lượng cao có thể hỗ trợ dải tần số cao hơn, lên đến hơn 18 GHz. Trong các ứng dụng thực tế, đầu nối loại N chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng tần số thấp đến trung bình, chẳng hạn như truyền thông không dây, phát thanh truyền hình, truyền thông vệ tinh và hệ thống radar.
Đầu nối loại N
Đầu nối TNC
Đầu nối TNC (Threaded Neill-Concelman) được Paul Neill và Carl Concelman cùng phát minh vào đầu những năm 1960. Đây là phiên bản cải tiến của đầu nối BNC và sử dụng phương pháp kết nối bằng ren.
Trở kháng đặc trưng là 50 ôm, và dải tần hoạt động tối ưu là 0-11GHz. Trong dải tần vi sóng, đầu nối TNC hoạt động tốt hơn đầu nối BNC. Nó có đặc điểm là khả năng chống sốc mạnh, độ tin cậy cao, tính chất cơ điện tuyệt vời, v.v., và được sử dụng rộng rãi trong thiết bị vô tuyến và dụng cụ điện tử để kết nối cáp đồng trục RF.
Đầu nối 3.5mm
Đầu nối 3,5mm là đầu nối đồng trục tần số vô tuyến. Đường kính trong của dây dẫn ngoài là 3,5mm, trở kháng đặc trưng là 50Ω, và cơ chế kết nối là ren 1/4-36UNS-2 inch.
Vào giữa những năm 1970, các công ty Hewlett-Packard và Amphenol của Mỹ (chủ yếu được phát triển bởi công ty HP, và việc sản xuất ban đầu được thực hiện bởi công ty Amphenol) đã cho ra mắt đầu nối 3,5mm, có tần số hoạt động lên đến 33GHz và là tần số vô tuyến sớm nhất có thể được sử dụng trong dải sóng milimét. Đây là một trong những đầu nối đồng trục.
So với các đầu nối SMA (bao gồm cả "Super SMA" của Southwest Microwave), đầu nối 3.5mm sử dụng chất điện môi không khí, có dây dẫn ngoài dày hơn và có độ bền cơ học tốt hơn. Do đó, không chỉ hiệu suất điện tốt hơn mà độ bền cơ học và khả năng lặp lại hiệu suất cũng cao hơn so với đầu nối SMA, khiến nó phù hợp hơn để sử dụng trong ngành công nghiệp thử nghiệm.
Đầu nối 2,92mm
Đầu nối 2,92mm, một số nhà sản xuất gọi là đầu nối 2,9mm hoặc loại K, một số khác gọi là SMK, KMC, WMP4, v.v., là đầu nối đồng trục tần số vô tuyến có đường kính trong của dây dẫn ngoài là 2,92mm. Đặc điểm: Trở kháng là 50Ω và cơ chế kết nối là ren 1/4-36UNS-2 inch. Cấu trúc của nó tương tự như đầu nối 3,5mm, chỉ nhỏ hơn.
Năm 1983, kỹ sư cao cấp William Old Field của Wiltron đã phát triển một đầu nối loại K 2,92mm mới dựa trên việc tổng hợp và khắc phục những nhược điểm của các đầu nối sóng milimét đã được giới thiệu trước đó (đầu nối loại K là nhãn hiệu đã được đăng ký). Đường kính dây dẫn bên trong của đầu nối này là 1,27mm và có thể ghép nối với các đầu nối SMA và đầu nối 3,5mm.
Đầu nối 2,92mm có hiệu suất điện tuyệt vời trong dải tần (0-46) GHz và tương thích về mặt cơ học với các đầu nối SMA và đầu nối 3,5mm. Do đó, nó nhanh chóng trở thành một trong những đầu nối mmWave được sử dụng rộng rãi nhất.
Đầu nối 2.4mm
Việc phát triển đầu nối 2,4mm được thực hiện bởi sự hợp tác giữa HP (tiền thân của Keysight Technologies), Amphenol và M/A-COM. Có thể coi nó như một phiên bản nhỏ hơn của đầu nối 3,5mm, do đó tần số tối đa được tăng lên đáng kể. Đầu nối này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống 50GHz và thực tế có thể hoạt động lên đến 60GHz. Để giải quyết vấn đề dễ bị hư hỏng của đầu nối SMA và 2,92mm, đầu nối 2,4mm được thiết kế để khắc phục những nhược điểm này bằng cách tăng độ dày của thành ngoài và gia cố các chân cắm cái. Thiết kế cải tiến này cho phép đầu nối 2,4mm hoạt động tốt trong các ứng dụng tần số cao.
Sự phát triển của các đầu nối anten đã trải qua quá trình tiến hóa từ các thiết kế ren đơn giản đến nhiều loại đầu nối hiệu suất cao. Với sự phát triển của công nghệ, các đầu nối tiếp tục hướng đến các đặc tính như kích thước nhỏ hơn, tần số cao hơn và băng thông rộng hơn để đáp ứng nhu cầu thay đổi của truyền thông không dây. Mỗi đầu nối đều có những đặc điểm và ưu điểm riêng trong các kịch bản ứng dụng khác nhau, vì vậy việc lựa chọn đầu nối anten phù hợp rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ ổn định của việc truyền tín hiệu.
Thời gian đăng bài: 26/12/2023
