ขั้วต่อความถี่วิทยุเป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อที่สามารถส่งสัญญาณความถี่วิทยุที่มีการสูญเสียและการสะท้อนเล็กน้อยและให้การเชื่อมต่อที่รวดเร็วและทําซ้ําในระบบส่งสัญญาณความถี่วิทยุ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหน้าสัมผัสฉนวนเปลือกหอยและอุปกรณ์เสริม
ควรเลือกขั้วต่อความถี่วิทยุเพื่อการติดต่อที่เชื่อถือได้คุณสมบัติการนําไฟฟ้าและฉนวนที่ดีความแข็งแรงเชิงกลที่เพียงพอและจํานวนครั้งปลั๊กอินตรงตามข้อกําหนดของมาตรฐานสากลและในประเทศที่เกี่ยวข้อง ในเวลาเดียวกันมีหลายปัจจัยที่กําหนดชุดตัวเชื่อมต่อและรูปแบบซึ่งสายเคเบิลปะและช่วงความถี่ของการใช้งานเป็นปัจจัยหลัก ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรมให้เส้นผ่านศูนย์กลางตัวเชื่อมต่อและเส้นผ่านศูนย์กลางสายเคเบิลใกล้เคียงที่สุดเพื่อลดการสะท้อน ยิ่งความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลและเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวเชื่อมต่อมากเท่าใดประสิทธิภาพก็ยิ่งแย่ลงเท่านั้น การสะท้อนมักจะเพิ่มขึ้นเป็นฟังก์ชั่นของความถี่และโดยทั่วไปตัวเชื่อมต่อขนาดเล็กจะทํางานได้ดีที่ความถี่ที่สูงขึ้น สําหรับความถี่ที่สูงมาก (สูงกว่า 26GHz) จําเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อกลางอากาศที่แม่นยํา
ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้เมื่อเลือกขั้วต่อความถี่วิทยุ:
ช่วงความถี่จะกําหนดชุดของตัวเชื่อมต่อที่ใช้ โดยปกติที่ความถี่ต่ํา (ต่ํากว่า 6GHz) จะใช้ตัวเชื่อมต่อแบบกดล็อคหรือ bayonet-lock การเชื่อมต่อแบบล็อคเกลียวมักใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพสูงและมีเสียงรบกวนต่ํา
โดยปกติข้อกําหนดของสายเคเบิลจะกําหนดความต้านทานของตัวเชื่อมต่อ
50 และ 75 โอห์มเป็นความต้านทานมาตรฐานที่ใช้กันมากที่สุดสองแบบและชุดตัวเชื่อมต่อจํานวนมากมี 50 โอห์มและ 75 โอห์ม สายเคเบิลทั่วไปและลักษณะของพวกเขาสามารถพบได้ในเว็บไซต์ของเรา บางครั้งที่ความถี่ต่ํากว่า 500MHz ตัวเชื่อมต่อ 50 โอห์มสามารถใช้กับสายเคเบิล 75 โอห์ม (หรือในทางกลับกัน) และประสิทธิภาพเป็นที่ยอมรับ เหตุผลนี้เป็นที่โดยทั่วไปตัวเชื่อมต่อ 50 โอห์มมีราคาถูกและใช้กันอย่างแพร่หลาย
นอกเหนือจากการจับคู่ขนาดของสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดข้อผิดพลาดแล้วอินเทอร์เฟซและวัสดุฉนวนของตัวเชื่อมต่อยังเป็นข้อควรพิจารณาที่สําคัญ ส่วนต่อประสานเชิงเส้นและการเชื่อมต่ออากาศ (เช่นอินเทอร์เฟซแบบ SMA และ N) สามารถให้ความถี่สูงและประสิทธิภาพการสะท้อนต่ําในขณะที่อินเทอร์เฟซอิเล็กทริกที่ทับซ้อนกัน (เช่น BNC และ SMB) มักจะมีข้อ จํากัด ในความถี่และประสิทธิภาพการสะท้อน แผนภูมิที่มักจะสะท้อนถึงประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อคือตารางสัมประสิทธิ์การสะท้อน นี่คือวิธีการวัดที่อธิบายปริมาณสัญญาณที่สะท้อนกลับจากตัวเชื่อมต่อ มันสามารถแสดงโดยค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนอัตราส่วนคลื่นยืนแรงดันไฟฟ้า (VSWR) และการสูญเสียผลตอบแทน
ขึ้นอยู่กับความต้องการที่ขยายสําหรับอินเทอร์เฟซที่ไม่ได้มาตรฐานของอุปกรณ์วิทยุในบทที่ 15 ของคณะกรรมการการสื่อสารของรัฐบาลกลาง (FCC) นักออกแบบหลายคนเลือกอินเทอร์เฟซตัวเชื่อมต่อมาตรฐานบ่อยครั้ง (เช่น BNC, TNC) แต่กลับขั้วของพวกเขา บางครั้งใช้อินเทอร์เฟซเธรดแบบย้อนกลับ
ในการใช้งานพิเศษบางอย่างความต้องการพลังงานและแรงดันไฟฟ้ายังเป็นปัจจัยในการกําหนดการใช้ตัวเชื่อมต่อ การใช้งานพลังงานสูงจะต้องใช้ตัวเชื่อมต่อขนาดใหญ่ (เช่นประเภท 7-16 DIN และ HN) โดยทั่วไปกําลังส่งจะถูกกําหนดโดยกําลังส่งของสายเคเบิลซึ่งมักจะขึ้นอยู่กับประสบการณ์ ระดับแรงดันไฟฟ้าเสียจะถูกกําหนดโดยแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ความสามารถในการส่งกําลังจะลดลงตามความถี่และระดับความสูง
อัตราส่วนคลื่นยืนแรงดันไฟฟ้า (VSWR) และการกําหนด
VSWR (อัตราส่วนคลื่นยืนแรงดันไฟฟ้า) เป็นการวัดปริมาณสัญญาณที่ส่งคืนจากตัวเชื่อมต่อ มันเป็นหน่วยเวกเตอร์รวมถึงแอมพลิจูดและส่วนประกอบเฟส มันสําคัญมากที่จะต้องรับรู้สิ่งนี้โดยเฉพาะเมื่อเรากําลังพิจารณาผลคอมโพสิตของตัวเชื่อมต่อหลายตัวในสายส่ง ความต้านทานไม่ตรงกันจะทําให้เกิดการสะท้อน หากสายเคเบิลที่ใช้เป็นความต้านทาน 50 โอห์มตัวเชื่อมต่อจะต้องรักษาความต้านทาน 50 โอห์มด้วย ขนาดเปลี่ยนจากสายเคเบิลเป็นสายส่งขั้วต่ออิเล็กทริกฉนวนในตัวเชื่อมต่อและการสูญเสียการสัมผัสของตัวนําเป็นปัจจัยหลักที่ทําให้เกิดความไม่ตรงกัน โดยทั่วไปมีสองวิธีในการกําหนด VSWR ของตัวเชื่อมต่อ วิธีแรกคือการใช้วิธีการ "จํากัด เส้นตรงแบน" ในแถบความถี่ทั้งหมด ตัวอย่างเช่นสําหรับปลั๊ก BNC ตรงที่มีสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น VSWR จะถูกระบุสูงสุด 1.3 ที่ 4GHz: 1 (โดยปกติจะเขียนเป็นสูงสุด 1.3) วิธีที่สองคือการคํานึงถึงว่า VSWR เป็นฟังก์ชั่นโดยตรงของความถี่ทั่วไปในสถานการณ์จริง ด้วยปลั๊ก SMA ตรงของสายเคเบิล RG-142 B/U สามารถอธิบายได้ว่า: VSWR = 1.15 + 0.01 * F (GHz) ถึงความถี่สูงสุด 12.4GHz ตัวอย่างเช่นที่ 2Ghz VSWR สูงสุดที่อนุญาตจะเป็น 1.15 + 2 * .01 หรือสูงสุด 1.17 ที่ 12.4Ghz จะเป็น 1.15 + 12.4 * .01 หรือสูงสุด 1.274 โดยธรรมชาติแล้วค่าเหล่านี้สามารถแปลงเป็นค่าสัมประสิทธิ์การส่งคืนหรือการสะท้อน
การสูญเสียการแทรกและความมุ่งมั่น
การสูญเสียการแทรก α, หมายถึง:
α = 10 * บันทึก (Po / Pi), หน่วย dB
Po----กําลังขับ
Pi----อินพุตกําลัง
สามเหตุผลหลักสําหรับการสูญเสียการแทรก:
การสูญเสียการสะท้อนการสูญเสียอิเล็กทริกและการสูญเสียตัวนํา การสูญเสียการสะท้อนหมายถึงการสูญเสียตัวเชื่อมต่อเหล่านั้นเนื่องจากคลื่นยืน การสูญเสียอิเล็กทริกหมายถึงการสูญเสียพลังงานที่แพร่กระจายในวัสดุอิเล็กทริก (เทฟลอน, rexolite, delrin ฯลฯ ) การสูญเสียตัวนําหมายถึงการสูญเสียที่เกิดจากการนําพลังงานบนพื้นผิวของตัวนําขั้วต่อ มันเกี่ยวข้องกับการเลือกวัสดุและการใช้ไฟฟ้า โดยทั่วไปการสูญเสียการแทรกตัวเชื่อมต่อมีตั้งแต่ไม่กี่ร้อยของ dB ถึงไม่กี่ในสิบของ dB เช่นเดียวกับวิธีการข้อกําหนด VSWR สามารถระบุเป็น "ขีด จํากัด เส้นตรงแบน" หรือเป็นฟังก์ชั่นความถี่ เช่นเดียวกับตัวอย่าง VSWR สําหรับปลั๊ก BNC แบบตรงที่มีสายเคเบิลแบบยืดหยุ่นภายใต้เงื่อนไขการทดสอบสูงสุด 3 Ghz สามารถระบุ BNC ได้สูงสุด 0.2dB
สําหรับ SMA ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบ 6Ghz คุณสามารถระบุการสูญเสียการแทรก α = 0.06 * (f - GHz) dB ตัวอย่างเช่น ที่ 4Ghz การสูญเสียการแทรกสูงสุดคือ 0.06*2 หรือ 0.12dB แม้ว่าตัวเชื่อมต่อสามารถใช้ในช่วงความถี่กว้าง แต่โดยปกติจะทดสอบที่ความถี่เฉพาะที่ระบุเท่านั้นเนื่องจากเป็นกระบวนการที่แม่นยําและใช้เวลานานในการวัดการสูญเสียที่น้อยมาก กระบวนการทดสอบนี้กําหนดไว้ใน MIL PRF-39012