Соединители c предельными частотами 40 и 65 ГГц фирмы Corning Gilbert

Фирма Corning Gilbert Inc. (США) не так известна на российском рынке радиочастотных соединителей, как, например, Rosenberger, Amphenol, Molex, Tyco, Radiall. Между тем эта фирма уже в течение 50 лет разрабатывает и производит широкую номенклатуру миниатюрных и микроминиатюрных коаксиальных радиочастотных соединителей для широкополосных систем связи и телекоммуникаций на сверхвысоких частотах (СВЧ). Фирмой Corning Gilbert были выполнены пионерские разработки микроминиатюрных соединителей GPO, GPPO и G3PO в частотном диапазоне до 65 ГГц, работающих на принципе защелкивания (snap-on). Такие соединители первоначально создавались для обеспечения сверхвысокочастотных соединений в системах военного назначения: спутниковых, беспроводной связи, телекоммуникаций, радарах. В настоящее время эти соединители все более широко применяют в устройствах СВЧ с высокой плотностью компоновки. Взаимозаменяемые аналоги соединителей GPO и GPPO — SMP и мини-SMP (SMPM) в настоящее время выпускают более 30 фирм США, Германии, Франции, Швейцарии и Китая [1, 2].

Соединение защелкиванием

Соединение защелкиванием наружных проводников пары соединителей «розетка» и «вилка» (рис. 1) производится следующим образом. Стыкуемая часть «розетки» представляет собой пружинный элемент с четырьмя или шестью продольными прорезями (с ламелями), изготовленный из термически упрочненной бериллиевой бронзы. На внутренней поверхности «вилки» сделана канавка. При введении в «вилку» пружинящая часть «розетки» сжимается на гладкой поверхности ØA и затем, распружинившись в канавке, защелкивается в ней.

Фирмой Corning Gilbert разработаны соединители с одним из трех уровней защелкивания: полное (full detent), ограниченное (limited detent) и скользящее соединение (smooth bore). Полное защелкивание или блокировка используется в соединителях, работающих в условиях жесткой вибрации (рис. 1а). Для рассоединения «вилки» и «розетки» требуется специальный инструмент — экстрактор.

В варианте ограниченного защелкивания ØА приблизительно на 0,1 мм больше, чем в случае полного защелкивания (табл. 1). Поэтому стыкуемая часть «розетки» сжимается меньше и происходит неполное защелкивание (рис. 1а). Рассоединение пары соединителей возможно и без применения экстрактора.

Скользящее соединение осуществляется за счет распружинивания «вилки» в «розетке» с гладкой (без канавки) внутренней поверхностью (рис. 1б). Типичное применение этого варианта — соединение и рассоединение материнской и дочерней печатных плат.

Разновидностью скользящего соединения является соединение catcher s mitt. Главное его отличие — широкая заходная фаска под углом 45° на корпусе «вилки». Благодаря этому еще больше облегчается соединение «вилки» и «розетки» в случае их несоосности в момент стыковки.

Соединители GPO выпускаются во всех трех вариантах: полное и ограниченное защелкивание и скользящее соединение, GPPO и G3PO — только в вариантах полное защелкивание и скользящее соединение.

Для «вилок» разных уровней защелкивания применяют один и тот же ответный соединитель «розетка». Соединение внутренних проводников «розетки» и «вилки» — стандартное цанговое, как и у соединителей большинства других типов.

Уровень защелкивания характеризуется величиной усилия соединения и рассоединения пары соединителей, а также допустимым количеством соединений и рассоединений «розетки» и «вилки» без ухудшения параметров соединителей (табл. 1).

Соединение пары «розетка» и «вилка» при их смещении

В момент соединения «розетки» и «вилки» возможно их аксиальное и радиальное смещение. Предельной считается такая величина смещения, при которой еще не происходит существенного ухудшения КСВН пары соединителей.

Под аксиальным смещением в данном случае понимается величина зазора (с на рис. 2а) между сопрягаемыми поверхностями «розетки» и «вилки» (reference plane). Важным преимуществом соединителей Corning Gilbert является обеспечение оптимальных параметров согласования даже при значительном радиальном смещении (r на рис. 2б). Это особенно важно в случае, когда две «вилки», каждая из которых установлена на свою печатную плату, соединяются при помощи адаптера «розетка–розетка». При этом допустимая величина смещения зависит от длины адаптера.

В таблице 2 приведены типичные величины КСВН соединителей Corning Gilbert в зависимости от максимального аксиального и радиального смещения «розетки» и «вилки».

Независимо от уровня защелкивания максимум КСВН приходится на частоту приблизительно 20 ГГц для соединителей GPO и 50 ГГц — для соединителей GPPO.

Классификация соединителей

На рис. 3 приведена классификация соединителей Corning Gilbert. Разработаны и выпускаются герметичные и негерметичные «вилки»: приборные, для установки в отверстия печатных плат (PCB surface mount) и для поверхностного монтажа на платы (surface mount). Разновидностью двух последних «вилок» являются «вилки», устанавливаемые на концах печатной платы (edge mount). Созданы кабельные соединители «розетка» и «вилка» под полужесткий кабель 0,047