In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung der drahtlosen Kommunikations- und Radartechnologie dazu geführt, dass zur Verbesserung der Übertragungsreichweite von Systemen eine Erhöhung der Sendeleistung erforderlich ist. Als Bestandteil des gesamten Mikrowellensystems müssen HF-Koaxialsteckverbinder den Anforderungen an hohe Übertragungsleistungen gerecht werden. Gleichzeitig führen HF-Ingenieure häufig Hochleistungstests und -messungen durch, und die für diese Tests verwendeten Mikrowellengeräte und -komponenten müssen ebenfalls hohe Leistungen verkraften. Welche Faktoren beeinflussen die Belastbarkeit von HF-Koaxialsteckverbindern? Schauen wir uns das genauer an.
●Anschlussgröße
Bei HF-Signalen gleicher Frequenz weisen größere Steckverbinder eine höhere Belastbarkeit auf. Beispielsweise hängt die Größe der Kontaktöffnung eines Steckverbinders mit dessen Strombelastbarkeit und damit direkt mit der Leistung zusammen. Unter den gängigen HF-Koaxialsteckverbindern sind 7/16 (DIN), 4.3-10 und N-Steckverbinder relativ groß, und die entsprechenden Kontaktöffnungen sind ebenfalls groß. Im Allgemeinen ist die Belastbarkeit von N-Steckverbindern etwa 3- bis 4-mal höher als die von SMA. Darüber hinaus sind N-Steckverbinder weit verbreitet, weshalb die meisten passiven Bauteile wie Dämpfungsglieder und Lasten über 200 W N-Steckverbinder sind.
●Arbeitsfrequenz
Die Belastbarkeit von HF-Koaxialsteckverbindern nimmt mit steigender Signalfrequenz ab. Änderungen der Sendefrequenz führen direkt zu Änderungen der Dämpfung und des Stehwellenverhältnisses und beeinflussen somit die Sendeleistung und den Skin-Effekt. Beispielsweise kann ein typischer SMA-Stecker bei 2 GHz etwa 500 W Leistung verkraften, bei 18 GHz sind es im Durchschnitt jedoch weniger als 100 W.
●Spannungs-Stehwellenverhältnis
Der HF-Stecker legt bei der Auslegung eine bestimmte elektrische Länge fest. Bei einer Leitung begrenzter Länge wird, wenn die Wellenimpedanz und die Lastimpedanz nicht übereinstimmen, ein Teil der Spannung und des Stroms vom Lastende zur Leistungsseite zurückreflektiert. Diese reflektierte Welle wird als einfallende Welle bezeichnet. Die resultierende Welle aus einfallender und reflektierter Welle ist die stehende Welle. Das Verhältnis des maximalen zum minimalen Spannungswert der stehenden Welle wird als Stehwellenverhältnis (auch Stehwellenkoeffizient genannt) bezeichnet. Die reflektierte Welle belegt Kanalkapazität und reduziert dadurch die Übertragungsleistung.
●Einfügungsverlust
Die Einfügedämpfung (IL) bezeichnet den Leistungsverlust in einer Leitung durch HF-Steckverbinder. Sie ist definiert als das Verhältnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung. Zahlreiche Faktoren erhöhen die Einfügedämpfung von Steckverbindern, hauptsächlich verursacht durch: Fehlanpassung der charakteristischen Impedanz, Montagefehler, Spalt an den Steckflächen, Achsenverkippung, seitlichen Versatz, Exzentrizität, Fertigungsgenauigkeit und Galvanisierung. Aufgrund dieser Verluste ergibt sich eine Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsleistung, die die Belastbarkeit beeinflusst.
●Höhenluftdruck
Änderungen des Luftdrucks bewirken Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Luft. Bei niedrigem Druck wird die Luft leicht ionisiert und erzeugt Koronaentladungen. Je größer die Höhe, desto niedriger der Luftdruck und desto geringer die Leistungsfähigkeit.
●Kontaktwiderstand
Der Kontaktwiderstand eines HF-Steckverbinders bezeichnet den Widerstand der Kontaktpunkte von Innen- und Außenleiter im gesteckten Zustand. Er liegt üblicherweise im Milliohm-Bereich und sollte möglichst gering sein. Er dient primär der Beurteilung der mechanischen Eigenschaften der Kontakte; der Einfluss des Gehäusewiderstands und des Lötstellenwiderstands muss bei der Messung eliminiert werden. Ein vorhandener Kontaktwiderstand führt zu einer Erwärmung der Kontakte und beeinträchtigt die Übertragung von Mikrowellensignalen höherer Leistung.
●Verbindungsmaterialien
Derselbe Steckertyp weist je nach verwendetem Material eine unterschiedliche Belastbarkeit auf.
Generell gilt für die Antennenleistung die Leistung der Antenne selbst und die Leistung des Anschlusses. Bei Bedarf an höherer Leistung können SieanpassenEin Edelstahlanschluss, und 400-500 W sind kein Problem.
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Veröffentlichungsdatum: 12. Oktober 2023
