アンテナコネクタは、無線周波数機器とケーブルを接続するために使用される電子コネクタです。主な機能は高周波信号の伝送です。
コネクタは優れたインピーダンス整合特性を備えており、コネクタとケーブル間の伝送中に信号の反射と損失を最小限に抑えます。また、外部の電磁干渉による信号品質への影響を防ぐ優れたシールド特性も備えています。
一般的なアンテナコネクタのタイプには、SMA、BNC、N タイプ、TNC などがあり、さまざまなアプリケーション要件に適しています。
この記事では、よく使用されるコネクタもいくつか紹介します。
コネクタの使用頻度
SMAコネクタ
SMA型RF同軸コネクタは、1950年代後半にBendix社とOmni-Spectra社によって設計されたRF/マイクロ波コネクタです。当時最も広く使用されていたコネクタの1つでした。
もともと、SMA コネクタは 0.141 インチの半剛性同軸ケーブルに使用され、主に軍事産業のマイクロ波アプリケーションで使用され、テフロン誘電体が充填されていました。
SMAコネクタは小型で、より高い周波数（セミリジッドケーブル接続時はDC～18GHz、フレキシブルケーブル接続時はDC～12.4GHz）で動作できるため、急速に普及しています。現在、一部の企業はDC～27GHz程度のSMAコネクタを製造しています。ミリ波コネクタ（3.5mm、2.92mmなど）の開発においても、SMAコネクタとの機械的な互換性が考慮されています。
SMAコネクタ
BNCコネクタ
BNC コネクタの正式名称はバヨネット ナット コネクタ (スナップフィット コネクタ、この名称はこのコネクタの形状を鮮明に表しています) で、バヨネット取り付けロック機構と発明者の Paul Neill 氏と Carl Concelman 氏にちなんで名付けられました。
電波の反射/損失を最小限に抑える一般的なRFコネクタです。BNCコネクタは通常、低周波から中周波のアプリケーションで使用され、無線通信システム、テレビ、試験装置、RF電子機器などで広く使用されています。
BNCコネクタは初期のコンピュータネットワークでも使用されていました。BNCコネクタは0～4GHzの信号周波数をサポートしますが、この周波数用に設計された高品質の特殊バージョンを使用すれば、最大12GHzまで動作可能です。特性インピーダンスは50Ωと75Ωの2種類があり、50ΩのBNCコネクタの方が一般的です。
N型コネクタ
N型アンテナコネクタは、1940年代にベル研究所のポール・ニールによって発明されました。N型コネクタはもともと、軍事・航空分野におけるレーダーシステムやその他の無線周波数機器の接続ニーズを満たすために設計されました。N型コネクタはねじ込み接続を採用しており、優れたインピーダンス整合とシールド性能を備え、高電力および低周波アプリケーションに適しています。
N型コネクタの周波数範囲は通常、特定の設計および製造規格によって異なります。一般的に、N型コネクタは0Hz（DC）から11GHz、18GHzまでの周波数範囲をカバーできます。ただし、高品質のN型コネクタは、18GHzを超えるより高い周波数範囲をサポートできます。実際の用途では、N型コネクタは主に無線通信、放送、衛星通信、レーダーシステムなどの低周波から中周波のアプリケーションで使用されています。
N型コネクタ
TNCコネクタ
TNCコネクタ（Threaded Neill-Concelman）は、1960年代初頭にポール・ニールとカール・コンセルマンによって共同発明されました。BNCコネクタの改良版であり、ねじ込み接続方式を採用しています。
特性インピーダンスは50Ωで、最適な動作周波数範囲は0～11GHzです。マイクロ波周波数帯では、TNCコネクタはBNCコネクタよりも優れた性能を発揮します。耐衝撃性、信頼性の高さ、優れた機械的・電気的特性などの特徴を備えており、無線機器や電子機器におけるRF同軸ケーブルの接続に広く使用されています。
3.5mmコネクタ
3.5mmコネクタは無線周波数同軸コネクタです。外部導体の内径は3.5mm、特性インピーダンスは50Ω、接続機構は1/4-36UNS-2インチネジです。
1970年代半ば、アメリカのヒューレット・パッカード社とアンフェノール社（主にHP社が開発し、初期の生産はアンフェノール社が担当）は、動作周波数が最大33GHzで、ミリ波帯で使用できる最も初期の無線周波数である3.5mm同軸コネクタを発売しました。
SMAコネクタ（Southwest Microwaveの「Super SMA」を含む）と比較すると、3.5mmコネクタは空気誘電体を使用し、外部導体がSMAコネクタよりも厚く、機械的強度に優れています。そのため、電気性能がSMAコネクタよりも優れているだけでなく、機械的耐久性と性能再現性もSMAコネクタよりも高く、試験業界での使用に適しています。
2.92mmコネクタ
2.92mmコネクタは、メーカーによっては2.9mmコネクタまたはK型コネクタ、あるいはSMK、KMC、WMP4コネクタなどと呼ばれることもある、外導体内径2.92mmの無線周波数同軸コネクタです。特性インピーダンスは50Ω、接続機構は1/4-36UNS-2インチネジです。構造は3.5mmコネクタに似ていますが、小型です。
1983年、ウィルトロン社のシニアエンジニアであるウィリアム・オールド・フィールド氏は、従来のミリ波コネクタの特長を集約・克服し、新しい2.92mm/K型コネクタを開発しました（K型コネクタは商標です）。このコネクタの内導体径は1.27mmで、SMAコネクタおよび3.5mmコネクタと嵌合可能です。
2.92mmコネクタは、周波数範囲（0～46GHz）において優れた電気性能を備え、SMAコネクタおよび3.5mmコネクタと機械的互換性があります。その結果、このコネクタは瞬く間に最も広く使用されているmmWaveコネクタの1つとなりました。
2.4mmコネクタ
2.4mmコネクタの開発は、HP（キーサイト・テクノロジーの前身）、アンフェノール、M/A-COMの3社によって共同で行われました。3.5mmコネクタの小型版とも言えるこのコネクタは、最大周波数が大幅に向上しています。このコネクタは50GHz帯のシステムに広く使用されており、実際には60GHzまで動作可能です。SMAコネクタや2.92mmコネクタが破損しやすいという問題を解決するため、2.4mmコネクタはコネクタ外壁の厚みを増やし、メスピンを強化することで、これらの欠点を解消するように設計されています。この革新的な設計により、2.4mmコネクタは高周波アプリケーションで優れた性能を発揮します。
アンテナコネクタの開発は、単純なネジ設計から、多種類の高性能コネクタへと進化してきました。技術の進歩に伴い、コネクタは無線通信のニーズの変化に対応するため、小型化、高周波化、広帯域化といった特性を追求し続けています。各コネクタはそれぞれ独自の特性と、様々なアプリケーションシナリオにおける利点を備えているため、信号伝送の品質と安定性を確保するには、適切なアンテナコネクタを選択することが非常に重要です。
投稿日時: 2023年12月26日
