Радіочастотні роз’єми для антен RAK 101

Антени є досить важливою частиною будь-якого пристрою Інтернету речей. Будь-хто знає про це і зазвичай проводить тривалі дослідження щодо того, яку антену придбати для забезпечення кращої продуктивності. Але є одна маленька і, здавалося б, не дуже важлива частина антени, якою іноді нехтують. Насправді, це дуже важлива частина, яка забезпечує з’єднання антени з пристроєм – радіочастотний роз’єм!

Ми бачимо підвищений попит на антени в таких великих проектах, як «Народна мережа» Геліуму, і загальне зростання популярності IoT, і ми пишемо цю невелику статтю, щоб надати більше інформації та роз’яснень про наші антенні роз’єми, зокрема.

Отже, що таке радіочастотний роз’єм?

Коаксіальний радіочастотний роз’єм (RF-роз’єм) – це електричний роз’єм, призначений для роботи на радіочастотах в мультимегагерцовому діапазоні. Радіочастотні роз’єми зазвичай використовуються з коаксіальними кабелями. Вони призначені для підтримки екранування, яке пропонує коаксіальна конструкція. Якісніші та новіші з’єднувачі мінімізують зміну імпедансу лінії передачі при з’єднанні, тому відбиття сигналу і втрати потужності зменшуються (це означає, що вони мають менші втрати на введення). Радіочастотний роз’єм не повинен пропускати зовнішні сигнали в ланцюг через електромагнітні перешкоди та ємнісні наведення.

Поширеними типами радіочастотних роз’ємів є Type-N, UHF, TNC, BNC, SMA, і вони використовуються для багатьох речей, таких як радіоприймачі, мережеві фільтри, корпуси, коаксіальні кабелі та антени.

Полярність і стать

Спроба визначити чоловічі та жіночі роз’єми може бути складною. Корисно знати деякі основи:

• Зазвичай радіочастотні штекери є чоловічими, а різьблення знаходиться на внутрішній стороні корпусу.
• Зазвичай, радіочастотні роз’єми мають гніздо «мама», а різьблення знаходиться на зовнішній стороні корпусу.
• Оболонка роз’єму (жіноча) зазвичай надягається на внутрішню частину оболонки штекера (чоловіча).

Що стосується полярності, майте це на увазі:

• Штекер і гніздо, які ви намагаєтеся з’єднати, повинні мати однакову полярність.
• При стандартній полярності гніздо штекера має гніздо в центрі, призначене для прийому штиря від штекера чоловічого типу.
• При зворотній полярності штир знаходиться в жіночому гнізді, а гніздо – в чоловічому.

Наші антени та пристрої, залежно від середовища (в приміщенні або на вулиці), використовують 3 типи роз’ємів, і ми проілюструємо їх нижче.

Роз’єми N

Роз’єм типу N – це різьбовий, стійкий до атмосферних впливів роз’єм середнього розміру для довготривалих застосувань, який може легко працювати на частотах до 11 ГГц. Цей тип роз’єму відповідає стандарту MIL-STD-348 і широко використовується в низькочастотних мікрохвильових системах, де потрібна міцність і низька вартість. У RAK ми використовуємо стандартний роз’єм полярності N для наших зовнішніх рішень, що забезпечує необхідну надійність з’єднання між антеною і шлюзом. Всі зовнішні антени і зовнішні шлюзи серії WisGate Edge використовують цей тип роз’єму.

Ці роз’єми мають найнижчі втрати з усіх 3 типів, розглянутих у цій статті. Хороший роз’єм N-типу загалом має менше 0,3 дБ внесених втрат. Деякі менш відомі бренди можуть мати до 0,5 дБ.

Як правило, при інсталяції додайте 1 дБ втрат до бюджету лінії зв’язку на кожні 2 роз’єми, наприклад, на обох кінцях кабелю. 

Роз’єми SMA

Роз’єми SMA (SubMiniature version A) – це напівточні коаксіальні радіочастотні роз’єми, що працюють на частоті до 18 ГГц, хоча деякі запатентовані версії розраховані на 26,5 ГГц. Зазвичай використовується в радіочастотних підсилювачах потужності, радіочастотних ізоляторах, мікрохвильових системах, антенах мобільних телефонів, антенних системах Wi-Fi та радіоастрономії на частоті 5 ГГц+. Здебільшого використовується у внутрішніх рішеннях, оскільки він недостатньо захищений від погодних умов для зовнішнього застосування.

Ці роз’єми мають значно вищі втрати, ніж роз’єми N-типу. Для частот LoRa в діапазоні від 800 до 900 МГц можна очікувати від 0,6 до 1 дБ.

Як правило, при встановленні додайте 2 дБ втрат до бюджету лінії зв’язку на кожні 2 роз’єми, наприклад, на обох кінцях кабелю.

Роз’єми RP-SMA

Те ж саме, що і SMA, але зі зворотною полярністю. SMA зі зворотною полярністю (RP-SMA) – це варіація специфікації роз’єму SMA, яка змінює стать інтерфейсу на протилежну. Термін “зворотна полярність” тут відноситься тільки до статі контактного штифта роз’єму, але ніяк не до полярності сигналу. Підходить для внутрішніх рішень. Всі наші внутрішні антени, всі шлюзи серії WisGate Developer, внутрішній шлюз серії WisGate Edge і знаменита точка доступу RAK Hotspot використовують цей тип роз’єму.