ВЧ разъемы для Wi-Fi и 3G оборудования
Надеюсь вы уже прочитали рекомендации по выбору коаксиального кабеля. Выбор коннекторов играет не меньшую роль в успехе нашего предприятия при изготовлении антенны своими руками. Если при подключении антенны к коаксиальному кабелю мы можем и не использовать коннектор, то подключиться к Wi-Fi оборудованию или к 3G,4G-модему без использования коннектора у нас не получится.
Существует огромное количество разновидностей таких коннекторов. Отчасти это разнообразие технически и экономически обосновано, однако во многом определяется политикой крупнейших производителей такой продукции. Помните — «тонкая зарядка для Nokia», в мире коннекторов такое тоже сплошь и рядом. Конкретный коннектор для конкретного кабеля.
Классифицировать все виды коннекторов можно по виду подключения: резьбовые, байонетные, врубные. Примеры последних — обычный «телевизионный штекер», «колокольчик RCA». По способу монтажа разъемы бывают кабельные, приборные, приборно-кабельные и устанавливаемые на печатную плату. По способу соединения с коаксиальным кабелем — под пайку или под обжим. Ну и самое главное — любой разъем состоит из двух частей. Их условно называют: (мама, гнездо, female, jack) и (папа, штекер, male, plug). «Папа» должен накручиваться на «маму» и иметь штырек, на то он и штекер. Однако «толерантность» проникла и сюда. И может иметь место «папа» без штырька. Такие коннекторы имеют в маркировке префикс RP, например RP-SMA. На оборудовании «мама» уже обычно стоит и перед нами стоит задача подобрать соответствующего ей «папу», либо pigtail с таким «папой». Ну и еще один немаловажный момент. Разъемы одного типа могут быть и на 50 ом и на 75 ом. Различить их можно по толщине центрального штырька. У 50-омного разъема он толще (на рисунке BNC-коннектор, снизу — 50ом, сверху — 75 ом).
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся коннекторы:
- N — коннектор. Резьбовой. Очень часто используется в профессиональном оборудовании СВЧ. Имеет огромное количество модификаций для конкретных кабелей. Может работать до 7,5 ГГц (некоторые модели до 18 ГГц). В основном только на 50-ом. Дешевые приборные N-разъемы.
- BNC- коннектор. Байонетный. Используется в основном в телевизионном оборудовании и измерительных приборах. Может работать до 4 ГГц. Имеет 50 и 75-омные модификации.
- TNC-коннектор. Такой же как и BNC, только не с байонетным, а с резьбовым соединением. Используются основном только 50-омные модификации до частоты 11ГГц. Чаще используется его реверсная версия RP-TNC у которой штырек у «мамы», чтобы не запутаться мы с вами должны помнить основное правило — «папа» должен накручиваться на «маму» :
- SMA-коннектор. Малогабаритный СВЧ разъем с резьбовым соединением. Только для 50-омных кабелей. Расчитаны на работу до 18 ГГц (некоторые модели — до 26,5ГГц) и обладают повышенной надежностью.
- RP-SMA коннектор. Такой же как SMA, только «инверсный». В отличии от своего собрата SMA с «традиционной ориентацией», гораздо чаще встречается в разнообразном бытовом Wi-Fi оборудовании. Инверсность применили не ради ее самой, а для надежности соединения кабеля с наличием постоянного напряжения для питания выносных модулей.
- 3G модемы имеют еще более мелкие разъемы. Наиболее распространен разъем CRC9 врубного типа соединения.
Кроме CRC9 в 3G, 4G модемах могут использоваться и другие коннекторы. Неполный список таких коннекторов для конкретных модемов сведен в таблицу:
| Модель модема | Наличие разъемов под внешние антенны | Кол-во разъемов под антенны | Тип разъема (-ов) |
|---|---|---|---|
| Huawei E153 | Да | 1 | MS156 |
| Huawei E156 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E156G | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E160 | Да | CRC9 | |
| Huawei E160G | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E171 | Да, на плате под корпусом | 1 | MS156 |
| Huawei E173 | Да, на плате под корпусом | 1 | MS156 |
| Huawei E352 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E353 | Да | CRC9 | |
| Huawei E355 | Да | CRC9 | |
| Huawei E367 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E392 | Да, на корпусе | 2 | TS9 |
| Huawei E397 | Да, на корпусе | 2 | TS9 |
| Huawei E398 (Vodafone K5005) | Да | 2 | TS9 |
| Huawei E583c | Да | CRC9 | |
| Huawei B593 | Да | 2 | SMA female |
| Huawei E630 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei EM820W | Да | 2 | U.fl |
| Huawei B880-75 | Да | 2 | SMA female |
| Huawei B970b 3G (роутер wifi) | Да | 1 | SMA female |
| Huawei E1550 | Да, на плате под корпусом | 1 | MS156 |
| Huawei E1820 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E3131 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei E3272 | Да | 2 | CRC9 |
| Huawei E3276 (Мегафон M150-1; МТС 822F/822FT) | Да | 2 | CRC9 |
| Huawei E5756 | Да | TS9 | |
| Huawei E5170s-22 | Да | 2 | TS9 |
| Huawei E5172 | Да | 1 | SMA female |
| Huawei E5180s-22 | Да | 2 | TS9 |
| Huawei E5372 | Да | 2 | TS9 |
| Huawei K3806 | Да | 1 | CRC9 |
| Huawei M100-1 | |||
| ZTE MF100 | Да | 1 | MS156 |
| ZTE MF-170 | Да | 1 | TS9 |
| ZTE MF180 | Да | 1 | MS156 |
| ZTE MF626 | Да | 1 | MS-156 |
| ZTE MF627 | Да, на плате под корпусом | 1 | MS156 |
| ZTE MF652 | Да, на корпусе | 1 | TS9 |
| ZTE MF-825 | Да, на корпусе | 2 | TS9 |
| LU150 | Да, на плате под корпусом | 2 | MS156 |
| LU156 | Да, на плате под корпусом | 2 | MS156 |
| WiFi YOTA LTE | Да, на плате под корпусом | 2 | MS168 (?) |
| Интернет-центр YOTA | Да | U.fl (IPEX) | |
| WLTUBA-107 | Да, на плате под корпусом | 2 | MS168 |
| LTE GemTek 990-730-0016R Yota | Да | 2 | U.Fl |
Коннекторы относительно дорогие компоненты нашей самодельной конструкции. Конечно возникает желание сэкономить на расходах и использовать более дешевые 
коннекторы с радиорынка. Не стоит этого делать. Не устаю напоминать, что мы имеем дело с СВЧ радиоволнами, а они не терпят такого отношения к себе. На высоких частотах имеет место поверхностный эффект (скин-эффект), суть которого заключается в том, что ток протекает в тонком поверхностном слое проводника. Соответственно он должен иметь малое сопротивление. Наименьшим сопротивлением обладает серебро. Часто его используют в сплавах из которых изготавливают коннекторы. Но серебро довольно быстро окисляется, особенно в атмосфере современных мегаполисов и покрывается черной пленкой, имеющей плохую проводимость. 
Это критично для СВЧ коннекторов, особенно малогабаритных. Затухание сигнала в них может резко возрасти, вплоть до потери связи. Поэтому такие коннекторы делают позолоченными (целиком или только центральный штырь). Золото не окисляется и образует более надежный контакт. В результате разъем дорого стоит, но в противном случае, без применения золота, его качество стремится к нулю. Поэтому применение суррогатных коннекторов недопустимо. Не пригодны и широко распространенные UHF-коннекторы, такие как PL-259 (SO-239). Такие коннекторы имеют ненормированное волновое сопротивление и полосу частот, ограниченную 300 МГц.
Выбирая коаксиальный кабель, мы выяснили, что наименьшими потерями обладает более толстый кабель. Но его невозможно соединить с малогабаритным коннектором, например RP-SMA для Wi-Fi, не говоря уже о микроминиатюрных коннекторах для 3G-4G модемов. Для решения такой проблемы служат специальные переходники с коротким мягким кабелем — пигтейлы (pigtail — поросячий хвост). Они тоже не дешевы, но имея нужные коннекторы, такие пигтейлы можно изготовить самому используя кабели RG178 или RG316. Либо выбрать на Али готовые варианты. Поскольку мы имеем дело с большим разнообразием коннекторов, разнообразие переходников и пигтейлов еще больше, вот только некоторые варианты:
Кроме пигтейлов нам могут понадобиться специальные переходники. Они могут быть как внутрисерийные, т.е. переход внутри одного типа разъема, например «N-мамаN-мама» для соединения двух кусков кабеля, так и межсерийные, например изображенный на рисунке переходник SMA-BNC. Существуют специальные заземляющиеся переходники для защиты от статического атмосферного электричества.
В заключении еще раз напомню, что применение суррогатных коннекторов может привести к потере связи. Это в лучшем случае. В худшем это может привести к выходу оборудования из строя в результате роста КСВ, например часто это случается с продукцией D-LINK. Использование же вместо коннекторов всевозможных скруток «под изоленту» — полный нубизм!
Антенные разъемы SMA, RP-SMA, MMCX, U.FL, MHF4
SMA (RP-SMA), MMCX и U.FL — это три типа разъемов используемых в Wi-Fi-роутерах и LTE антеннах. В этом руководстве мы расскажем, чем они отличаются, постараемся помочь вам выбрать правильно оборудование, чтобы не было несовместимых разъемов (у SMA и RP-SMA очень легко перепутать разъемы «папа»/»мама»).
Довольно много людей не может отличить эти разъемы друг от друга. Даже производители иногда ошибаются и указывают неправильные параметры в описании. При покупке железа с SMA разъемом мы настоятельно рекомендуем дважды проверить описание товара и его фотографии. Если что-то вызывает сомнения, просто поищите datasheet (техническое описание оборудования или изделия).
Чем отличаются разъемы SMA и RP-SMA
Заметное преимущество SMA — более 500 циклов подключения/отключения, что значительно больше, чем у MMCX и U.FL. Разъемы SMA используются на LTE-оборудовании — роутерах LTE и антеннах для них.
SMA
SMA расшифровывается как Sub-Miniature Version A. Это разъем для коаксиального кабеля разработанный в 60х годах 20 века.
Стандартный тип коннектора SMA подразделяется на два вида — SMA Plug и SMA Jack.
Plug тип резьбового соединения в виде гайки с резьбой внутри. У коннектора SMA Plug контактная жила всегда в виде штифта (папа / Male).
Jack представляет собой коннектор с наружной резьбой для накручивания коннектора Plug. У коннектора SMA Jack контактная жила всегда в виде отверстия (мама / Female).
Некоторые производители идентифицируют их как SMA Male и SMA Female, по типу исполнения контактной жилы.
Разъемы SMA бывают двух видов:
| SMA со штыревой частью разъема (Male/Папа) |
| SMA с гнездовой частью разъема (Female/Мама) |
SMA Male vs SMA Female
RP-SMA
RP-SMA — это Reverse Polarity SMA. Т.е. разновидность разъемов SMA, с измененным полом: вилка-розетка (папа мама). Разъемы RP-SMA обычно используются на Wi-Fi устройствах, таких, как роутеры Wi-Fi и беспроводные точки доступа.
Разъемы с маркировкой RP-SMA имеют обратный тип исполнения контактной жилы. RP означает Reverse-Polarity, т.е. обратная полярность, но это относится только лишь к внешнему виду контактной жилы разъема, а не физическим свойствам сигнала. Таким образом, у разъемов меняется тип исполнения контактной жилы, а в названии остается таким же, но с приставкой RP. У коннектора SMA Plug (Male) вместо штифта жилы появляется отверстие, тип гайки и резьбы остается прежним, и это уже называется RP-SMA Plug (Male). У коннектора RP-SMA Jack наоборот, появляется штифт жилы, т.е. он становится «папа», но с прежней наружной резьбой
Разъемы RP-SMA бывают двух видов:
По качеству передачи видеосигнала между этими разъемами нет никаких отличий, дальше я опишу почему существует оба типа разъемов. Но похоже, что SMA становится наиболее популярным разъемом.
Сравнение антенных разъемов SMA и RP-SMA.
Антенный разъем SMA имеет центральный контакт в виде штырька, RP-SMA — отверстие в центре.
Совместимость между SMA и RP-SMA отсутствует, необходимо выбирать коннекторы с одинаковой маркировкой. Термин «обратная полярность» (reverse polatity — RP), по сути, значит смену пола. Из-за этого часто возникает путаница, т.к. полярность, как правило, означает электрическую полярность, а не смену типа разъема.
В следующей таблице показано соотношение названия коннекторов и их вида:
Разъемы MMCX
SMA — слишком крупные и тяжелые, U.FL — слишком хрупкие, а MMCX — отличный компромисс!
MMCX немного легче и компактнее, чем SMA, но значительно прочнее U.FL. Судя по инструкции, их можно отключать/подключать более 100 раз. Всё больше видеопередатчиков оснащаются этими разъемами, так что можно ожидать, что они будут очень популярны в ближайшем будущем.
Разъем MHF4
Разъем MHF4 имеет меньшие размеры и другой вид исполнения, также подразделяются на Male и Female. Высота коннектора 1.2 мм, совместимые размеры кабеля для коннектора Female — 33AWG и 36AWG.
Типы коннекторов для WiFi антенн
На данный момент, различаются несколько типов коннекторов антенн для беспроводного оборудования WiFi. Мы приведем наиболее распространенные из них:
Коннектор N-Type – самый древний из антенных разъемов, но в WiFi-оборудовании используется редко, в основном, для подключения наружных антенн и грозозащиты.
 | N-Type Male |  | N-Type Female |
Коннектор RP-SMA – Reverse polarity SMA, версия с обратной полярностью ранее используемого SMA. Внешне похож на SMA, но совершенно несовместим физически. На момент написания статьи, RP-SMA — самый распространённый тип антенного коннектора для домашних WiFi роутеров.
 | RP-SMA Male |  | RP-SMA Female |  | SMA Male |  | SMA Female |