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。その主な機能は、高周波信号を送信することです。
このコネクタは優れたインピーダンス整合特性を備えているため、コネクタとケーブル間の伝送中に信号の反射や損失が最小限に抑えられます。また、外部からの電磁干渉が信号品質に影響を与えるのを防ぐため、通常は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種類には、SMA、BNC、N型、TNCなどがあり、それぞれ異なる用途要件に適しています。
この記事では、よく使われるコネクタについて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一つでした。
元々、SMAコネクタは、主に軍事産業のマイクロ波用途で使用される、テフロン誘電体充填材を使用した0.141インチのセミリジッド同軸ケーブルに使用されていました。
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との接続時はDC～18GHz、フレキシブルケーブルとの接続時はDC～12.4GHz）で動作できるため、急速に普及が進んでいます。現在では、DC～27GHz付近のSMAコネクタを製造できる企業も出てきています。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的確に表している）で、バヨネット式の取り付けロック機構と、その発明者であるポール・ニールとカール・コンセルマンにちなんで名付けられました。
BNCコネクタは、電波の反射や損失を最小限に抑える一般的なRFコネクタです。通常、低周波から中周波の用途で使用され、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用いられています。
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の信号周波数に対応していますが、この周波数向けに設計された高品質の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には50Ωと75Ωの2種類があり、50ΩのBNCコネクタがより一般的です。
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、もともとレーダーシステムやその他の無線周波数機器を接続するために、軍事および航空分野のニーズを満たすように設計されました。N型コネクタはねじ込み式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、高出力かつ低周波の用途に適しています。
N型コネクタの周波数範囲は、通常、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にも対応できます。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ます。
N型コネクタ
TNCコネクタ
TNCコネクタ（ねじ込み式ニール・コンセルマンコネクタ）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。これはBNCコネクタの改良版であり、ねじ込み式接続方式を採用しています。
特性インピーダンスは50オームで、最適な動作周波数範囲は0～11GHzです。マイクロ波周波数帯において、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、優れた機械的・電気的特性などを備えており、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用いられています。
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、初期生産はアンフェノール社が行った）は、最大33GHzの動作周波数を持つ3.5mmコネクタを発売した。これはミリ波帯で使用可能な最初期の無線周波数帯の同軸コネクタの一つである。
SMAコネクタ（サウスウエストマイクロウェーブ社の「スーパーSMA」を含む）と比較して、3.5mmコネクタは空気誘電体を使用し、SMAコネクタよりも外側導体が太く、機械的強度に優れています。そのため、電気的性能がSMAコネクタよりも優れているだけでなく、機械的耐久性や性能の再現性も高く、試験業界での使用により適しています。
2.92mmコネクタ
2.92mmコネクタは、メーカーによっては2.9mmまたはK型コネクタ、またメーカーによってはSMK、KMC、WMP4コネクタなどと呼ばれる、外導体の内径が2.92mmの無線周波数同軸コネクタです。特性は、インピーダンスが50Ω、接続機構が1/4-36UNS-2インチネジです。構造は3.5mmコネクタと似ていますが、サイズが小さいだけです。
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・フィールドは、それまでに開発されたミリ波コネクタ（K型コネクタは商標）の長所をまとめ、それを克服した新しい2.92mm/K型コネクタを開発しました。このコネクタの内部導体径は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、0～46GHzの周波数範囲で優れた電気的性能を発揮し、SMAコネクタおよび3.5mmコネクタとの機械的互換性も備えています。そのため、ミリ波コネクタとして急速に普及しました。
2.4mmコネクタ
2.4mmコネクタの開発は、HP（Keysight Technologiesの前身）、Amphenol、M/A-COMの共同で行われました。3.5mmコネクタの小型版と考えることができ、最大周波数が大幅に向上しています。このコネクタは50GHzシステムで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の外壁を厚くし、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も優れた性能を発揮します。
アンテナコネクタの開発は、シンプルなねじ込み式設計から、多種多様な高性能コネクタへと進化を遂げてきました。技術の進歩に伴い、コネクタは無線通信の変化するニーズに対応するため、小型化、高周波化、広帯域幅化といった特性を追求し続けています。各コネクタは、異なる用途においてそれぞれ独自の特性と利点を持っているため、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
