Der Antennenstecker ist ein elektronischer Stecker zum Verbinden von Hochfrequenzgeräten und Kabeln. Seine Hauptfunktion ist die Übertragung von Hochfrequenzsignalen.
Der Stecker zeichnet sich durch hervorragende Impedanzanpassungseigenschaften aus, wodurch Signalreflexionen und -verluste bei der Übertragung zwischen Stecker und Kabel minimiert werden. Er verfügt in der Regel über gute Schirmungseigenschaften, um zu verhindern, dass externe elektromagnetische Störungen die Signalqualität beeinträchtigen.
Gängige Antennensteckertypen sind beispielsweise SMA, BNC, N-Typ, TNC usw., die für unterschiedliche Anwendungsanforderungen geeignet sind.
Dieser Artikel stellt Ihnen außerdem einige häufig verwendete Steckverbinder vor:
Häufigkeit der Steckerverwendung
SMA-Anschluss
Der SMA-HF-Koaxialstecker ist ein HF-/Mikrowellenstecker, der Ende der 1950er Jahre von Bendix und Omni-Spectra entwickelt wurde. Er war damals einer der am häufigsten verwendeten Stecker.
Ursprünglich wurden SMA-Steckverbinder bei 0,141″ halbstarren Koaxialkabeln verwendet, die hauptsächlich in Mikrowellenanwendungen der Militärindustrie eingesetzt wurden und über eine Teflon-Dielektrikumsfüllung verfügten.
Da der SMA-Stecker klein ist und bei höheren Frequenzen arbeitet (Frequenzbereich: DC bis 18 GHz bei Verwendung mit halbstarren Kabeln, DC bis 12,4 GHz bei Verwendung mit flexiblen Kabeln), gewinnt er rasant an Beliebtheit. Einige Unternehmen fertigen bereits SMA-Stecker für Frequenzen um DC bis 27 GHz. Selbst bei der Entwicklung von Millimeterwellen-Steckverbindern (z. B. 3,5 mm, 2,92 mm) wird die mechanische Kompatibilität mit SMA-Steckern berücksichtigt.
SMA-Anschluss
BNC-Stecker
Der vollständige Name des BNC-Steckers lautet Bajonettmutter-Stecker (Schnappstecker, dieser Name beschreibt anschaulich die Form dieses Steckers), benannt nach seinem Bajonett-Verriegelungsmechanismus und seinen Erfindern Paul Neill und Carl Concelman.
Der BNC-Stecker ist ein gängiger HF-Steckverbinder, der Wellenreflexionen und -verluste minimiert. Er wird typischerweise in Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen eingesetzt und findet breite Anwendung in drahtlosen Kommunikationssystemen, Fernsehgeräten, Testgeräten und HF-Elektronik.
BNC-Stecker wurden auch in frühen Computernetzwerken verwendet. Der BNC-Stecker unterstützt Signalfrequenzen von 0 bis 4 GHz, kann aber mit einer speziell dafür entwickelten, hochwertigen Version auch bis zu 12 GHz betrieben werden. Es gibt zwei Arten von Impedanzen: 50 Ohm und 75 Ohm. 50-Ohm-BNC-Stecker sind verbreiteter.
N-Stecker
Der N-Stecker wurde in den 1940er-Jahren von Paul Neal bei den Bell Labs entwickelt. Ursprünglich diente er dem Militär und der Luftfahrt als Anschlussmöglichkeit für Radarsysteme und andere Hochfrequenzgeräte. Der N-Stecker verfügt über ein Gewinde, bietet eine gute Impedanzanpassung und Schirmung und eignet sich für Anwendungen mit hoher Leistung und niedrigen Frequenzen.
Der Frequenzbereich von N-Steckverbindern hängt üblicherweise von der jeweiligen Konstruktion und den Fertigungsstandards ab. Im Allgemeinen decken N-Steckverbinder den Frequenzbereich von 0 Hz (Gleichstrom) bis 11 GHz bzw. 18 GHz ab. Hochwertige N-Steckverbinder unterstützen jedoch auch höhere Frequenzbereiche bis über 18 GHz. In der Praxis werden N-Steckverbinder hauptsächlich in Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen eingesetzt, beispielsweise in der drahtlosen Kommunikation, im Rundfunk, in der Satellitenkommunikation und in Radarsystemen.
N-Stecker
TNC-Steckverbinder
Der TNC-Stecker (Threaded Neill-Concelman) wurde Anfang der 1960er Jahre von Paul Neill und Carl Concelman gemeinsam erfunden. Es handelt sich um eine verbesserte Version des BNC-Steckers, der eine Gewindeverbindung nutzt.
Die charakteristische Impedanz beträgt 50 Ohm, und der optimale Betriebsfrequenzbereich liegt zwischen 0 und 11 GHz. Im Mikrowellenfrequenzbereich sind TNC-Steckverbinder BNC-Steckverbindern überlegen. Sie zeichnen sich durch hohe Stoßfestigkeit, Zuverlässigkeit, hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften aus und werden daher häufig in Funkgeräten und elektronischen Instrumenten zum Verbinden von HF-Koaxialkabeln eingesetzt.
3,5-mm-Stecker
Der 3,5-mm-Stecker ist ein Hochfrequenz-Koaxialstecker. Der Innendurchmesser des Außenleiters beträgt 3,5 mm, die charakteristische Impedanz 50 Ω und der Anschlussmechanismus ist ein 1/4-36UNS-2-Zoll-Gewinde.
Mitte der 1970er-Jahre brachten die amerikanischen Unternehmen Hewlett-Packard und Amphenol (hauptsächlich entwickelt von HP, die anfängliche Produktion erfolgte durch Amphenol) einen 3,5-mm-Stecker auf den Markt. Dieser Stecker ermöglichte eine Betriebsfrequenz von bis zu 33 GHz und war damit der erste Funkstecker, der im Millimeterwellenbereich genutzt werden konnte. Es handelte sich um einen Koaxialstecker.
Im Vergleich zu SMA-Steckverbindern (einschließlich des „Super SMA“ von Southwest Microwave) verwenden 3,5-mm-Steckverbinder Luft als Dielektrikum, verfügen über dickere Außenleiter und bieten eine höhere mechanische Festigkeit. Daher sind nicht nur die elektrischen Eigenschaften besser als bei SMA-Steckverbindern, sondern auch die mechanische Belastbarkeit und die Wiederholgenauigkeit der Leistung höher, wodurch sie sich besser für den Einsatz in der Prüfindustrie eignen.
2,92-mm-Anschluss
Der 2,92-mm-Stecker (manche Hersteller nennen ihn 2,9-mm- oder K-Stecker, andere SMK-, KMC- oder WMP4-Stecker) ist ein koaxialer Hochfrequenzstecker mit einem Außenleiter-Innendurchmesser von 2,92 mm. Er hat eine Impedanz von 50 Ω und ein 1/4-36UNS-2-Zoll-Gewinde. Sein Aufbau ähnelt dem des 3,5-mm-Steckers, ist jedoch kleiner.
1983 entwickelte William Old Field, leitender Ingenieur bei Wiltron, einen neuen 2,92-mm-K-Steckverbinder. Dieser Steckverbinder basierte auf der Weiterentwicklung und Verbesserung bereits bestehender Millimeterwellen-Steckverbinder (K-Steckverbinder ist die Marke). Der Innendurchmesser des Leiters beträgt 1,27 mm und er ist mit SMA- und 3,5-mm-Steckverbindern kompatibel.
Der 2,92-mm-Stecker zeichnet sich durch hervorragende elektrische Eigenschaften im Frequenzbereich von 0 bis 46 GHz aus und ist mechanisch kompatibel mit SMA- und 3,5-mm-Steckern. Dadurch hat er sich schnell zu einem der am weitesten verbreiteten Millimeterwellen-Stecker entwickelt.
2,4-mm-Stecker
Die Entwicklung des 2,4-mm-Steckverbinders erfolgte in Zusammenarbeit von HP (dem Vorgänger von Keysight Technologies), Amphenol und M/A-COM. Er kann als kleinere Version des 3,5-mm-Steckverbinders betrachtet werden, wodurch sich die maximale Frequenz deutlich erhöht. Dieser Steckverbinder findet breite Anwendung in 50-GHz-Systemen und ist sogar bis zu 60 GHz einsetzbar. Um die Anfälligkeit von SMA- und 2,92-mm-Steckverbindern für Beschädigungen zu beheben, wurde der 2,4-mm-Steckverbinder so konstruiert, dass diese Schwächen durch eine erhöhte Wandstärke und verstärkte Buchsenkontakte beseitigt werden. Dank dieser innovativen Konstruktion eignet sich der 2,4-mm-Steckverbinder hervorragend für Hochfrequenzanwendungen.
Die Entwicklung von Antennensteckverbindern hat sich von einfachen Gewindekonstruktionen hin zu einer Vielzahl von Hochleistungssteckverbindern entwickelt. Mit dem technologischen Fortschritt werden Steckverbinder kontinuierlich auf kleinere Abmessungen, höhere Frequenzen und größere Bandbreiten optimiert, um den sich wandelnden Anforderungen der drahtlosen Kommunikation gerecht zu werden. Jeder Steckverbinder besitzt spezifische Eigenschaften und Vorteile in unterschiedlichen Anwendungsszenarien. Daher ist die Wahl des richtigen Antennensteckverbinders entscheidend für die Qualität und Stabilität der Signalübertragung.
Veröffentlichungsdatum: 26. Dezember 2023
