Koaxialstecker
Es werden verschiedene Koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenzanwendungen unterschieden.
BNC-Steckverbinder (Bayonet Neill Concelman), benannt nach den Entwicklern Paul Neill (Bell Labs) und Carl Concelman (Amphenol), wurden Ende der 40er-Jahre als eine verkleinerte Version der C-Steckverbinder basierend auf einem Patent von Octavio Salati entworfen. Die Deutung der Abkürzung ist nicht unumstritten, als weitere Erklärungen werden häufig auch Bayonet Navy Connector, British Naval Connector oder Bayonet Nut Connector oder "Bayonet Norm Connector" verwendet. Ironisch wird BNC manchmal auch als "Beinahe No Contact" 'übersetzt', was wohl auf die nicht idealen elektrischen Eigenschaften dieser Steckverbindung hindeuten soll, aber auch auf die oft schlecht (selbst) angebrachten Steckern bei den Netzwerkkabeln (Cheapernet, Thin Ethernet, 10Base2) hinweist.
BNC-Steckverbinder sind koaxiale Steckverbinder mit einem Bajonettverschluss für Hochfrequenz bis etwa 4 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von entweder 50 oder 75 Ω. Sie werden hauptsächlich in Funk- und Videotechnik eingesetzt. Die BNC-Technik hat aber auch bei der Übertragung von schwachen Gleichströmen und niederfrequenten Wechselströmen eine große Bedeutung, weil der Außenleiter der Abschirmung von elektromagnetischen Wellen dient. Aus diesem Grunde werden in der Regel auch die Anschlüsse an Messgeräten wie Oszilloskop, Frequenzzähler und Funktionsgenerator in BNC-Technik ausgeführt.
Ihr Einsatz von BNC in 10Base2 Computernetzwerken ist stark zurückgegangen, seitdem dort Twisted-Pair-Technik die Koaxialkabel verdrängt.
Eine Variante mit Gewinde sind TNC-Steckverbinder.
Belling-Lee Steckverbinder (IEC 60169-2) wurden gegen 1922 von dem Englischen Radiohersteller Belling-Lee Ltd entwickelt und waren ursprünglich nur für Mittelwelle gedacht. Obwohl sie, im Gegensatz zu moderneren Koaxsteckern, nicht an die 75-Ohm Impedanz des Antennenkabels angepasst sind, sind Belling-Lee Verbinder auch heute noch an jedem Fernsehgerät in Europa zum Anschluss von terestrischen VHF- und UHF-Antennen zu finden.
C-Steckverbinder besitzen einen 2-nockigen Bajonett-Verschluss und sind für Frequenzen bis 11 GHz geeignet.
F-Steckverbinder (IEC 60169-24) sind koaxiale Steckverbinder mit einer Schraubverbindung für Hochfrequenz bis etwa 5 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 75 Ω.
F-Steckverbinder sind die in Nordamerika üblichen Fernsehantennenstecker und gehören auch heute zu den weltweit am meisten verwendeten Steckverbindern im Bereich des Satellitenfernsehen.
MCX-Steckverbinder (Miniature CoaX), sind kleine Koaxiale Steckverbinder die 1990 entwickelt wurden und in 50 Ω und 75 Ω erhältlich sind. Sie sind für Frequenzen bis 6 GHz ausgelegt. Ähnlich SMB verwenden sie eine Schnappverbindung und sind daher sehr einfach zu handhaben.
MMCX-Steckverbinder (Micro Miniature CoaX), sind sehr kleine (3,5mm Durchmesser) Koaxiale Steckverbinder nach DIN EN 122340. Sie sind bei PCMCIA-Karten weit verbreitet. Sie sind bis 6 GHz spezifiziert und für 50 Ω erhältlich.
UHF-Steckverbinder findet man überwiegend im Amateurbereich.
N-Steckverbinder, benannt nach Ihrem Entwickler Paul Neill sind koaxiale Steckverbinder mit einer Schraubverbindung für Hochfrequenz bis etwa 11 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 50 Ω, selten auch 75 Ω.
Paul Neill entwickelte diese Norm 1942 in den Bell Labs, da die bis dahin verwendeten UHF-Steckverbinder ungeeignet für höhere Frequenzen waren. Die ursprüngliche Spezifikation wurde im laufe der Zeit mehrfach verbessert, es gibt seit 1972 auch eine bis 18 GHz spezifizierte Präzisionsausführung.
N-Steckverbinder gehören auch heute zu den am meisten verwendeten Steckverbindern in der Hochfrequenztechnik.
7/16-Steckverbinder wurden benannt nach ihren metrischen Maßen von Innenleiter-Durchmesser (7mm) und Dielektrikum-Durchmesser (16mm). Sie erlauben höhere Übertragungsleistungen als N-Steckverbinder.
Der RP-TNC (engl. reverse polarity threaded Neill Concelman) ist eine Sonderform des TNC-Steckverbinders. Äußerlich sind die Steckverbinder gleich, nur die Innenteile wurden vertauscht. Daher haben die RP-TNC-Steckverbinder einen buchsenförmigen (weiblichen), die Buchsen einen steckerförmigen (männlichen) Zentral-Kontakt.
Diese Steckverbinderform wird oft bei WLAN-Komponenten eingesetzt. Die FCC ordnete für WLAN die Verwendung von nicht-standardkonformen Antennensteckern an, um den (versehentlichen) Anschluss von nicht für WLAN zugelassenen Antennenanlagen durch den Endanwender zu verhindern (Vgl. FCC Part 15.203).
SMA-Steckverbinder werden vornehmlich für Anwendungen in Frequenzbereichen von 1GHz bis 18 / 26,5 GHz (je nach Ausführung) eingesetzt. SMA steht dabei für Sub-Miniature-A.
Im Vergleich zu anderen Hochfrequenz-Steckverbindern fällt die SMA-Norm klein aus. Nichtsdestoweniger charakterisiert diese aber eine hohe mechanische Festigkeit auf Grund der verwendeten Schraubverbindung. Der Wellenwiderstand liegt üblicherweise bei 50 Ω.
Nicht zu verwechseln ist der SMA-Steckverbinder mit dem sogenannten Reverse-SMA-Steckverbinder (auch oft als RP-SMA bezeichnet), der äußerlich gleich ist, aber bei dem die Innenteile vertauscht sind. Reverse-SMA wird oft für Antennenanschlüsse an Wireless-LAN-Geräten benutzt.
SMB steht für Sub-Miniature-B. SMB-Steckverbinder werden im Frequenzbereich bis hin zu 4 GHz eingesetzt. Im Gegensatz zu SMC-Steckverbindern werden die Verbinder nur gesteckt und nicht geschraubt. Sie werden hauptsächlich für geräteinterne Verbindungen verwendet.
SMC-Steckverbinder sind Verbinder ähnlich der SMA-Verbinder, aber die Schlüsselweite der Schraubverriegelung ist kleiner (Verschraubung hat Schlüsselweite 6.35 statt 8 mm beim SMA-Stecker). Elektrische Daten und Abmessungen des Steck-Interfaces wie bei SMB-Steckverbinder und SMS-Steckverbinder.
SMP-Steckverbinder sind Hochfrequenz-Steckverbinder-Norm für einen Frequenzbereich DC bis 40 GHz. Die Verbindung wird gesteckt. Die Verbinder sind mechanisch sehr kompakt (Stecker-Interface: Innnenleiterstift nominal 0.38 mm Durchmesser, Aussendurchmesser am Interface ca. 3.2 mm).
Stecker gibt es in drei Versionen mit unterschiedlichen Steckkräften: Schnappversionen "full detent" und "limited detent" und Gleitversion "smooth bore". Die Gleitvariante ist ähnlich wie SMS-Steckverbinder für Einschub-Module oder aufeinander gesteckte Leiterplatten vorgesehen. Üblicherweise haben dabei die zu verbindenden Module nur Stecker (male) und werden durch in darin eingesteckte Buchse-Buchse-Adapterstücke (female-female) erst untereinander kuppelbar. Die Besonderheit ist, dass durch diese Konstruktion aus drei Teilen ein axialer und insbesondere radialer Toleranzausgleich ermöglicht wird, was bei vielpoligen Verbindungen unbedingt erforderlich ist.
SMS steht - vermutlich - für Sub-Miniature-Sliding. Bei manchen Herstellern heisst diese Steckernorm auch SMG.
SMS-Steckverbinder werden im Frequenzbereich bis hin zu 4 GHz eingesetzt. Im Gegensatz zu SMB-Steckverbindern haben die SMS-Verbinder keine Schnapp-Verriegelung. Sie werden deshalb hauptsächlich an Einschub-Baugruppen angewendet, da sie relativ geringe Steckkräfte aufweisen. Von den Dimensionen des Koaxial-Interfaces sind sie wie die SMB- und SMC-Steckverbinder aufgebaut, z.B. Durchmesser des Innenleiter-Steckerstiftes 0.48 .. 0.53 mm, Aussendurchmesser des Steckers 3.66 .. 3.71 mm. SMS- und SMB-Verbinder sind untereinander steckbar.
TNC-Steckverbinder (Threaded Neill Concelman) sind koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenz bis etwa 11 GHz mit einem definierten Wellenwiderstand von 50 Ω.
TNC-Steckverbinder gleichen im wesentlichen BNC-Steckverbindern, werden jedoch durch ein Gewinde (engl.: Thread) statt durch einen Bajonettverschluss miteinander verbunden.
Die Entwickler Paul Neill und Carl Concelman entwickelten diese Norm in den späten 50er-Jahren als Alternative zu BNC-Steckverbindern, deren elektrische Eigenschaften in Umgebungen mit starker Vibration, beispielsweise Fahrzeugen, durch den verhältnismäßig losen Bajonettverschluss zu wünschen übrig ließen.
WICLIC-Steckverbinder sind koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenz der Firma Wilhelm Sihn Jr. GmbH & Co. KG (www.wisi.de).
Die Stecker werden unter anderem in Automobil-Telefoninstallationen (Antennenanschlüsse) sowie für den Anschluss von Internet Kabelmodems verwendet, wobei dort der Anschluss oft Breitband- oder Multimedia-Dose genannt wird.
Wellenwiderstand
Der Wellenwiderstand der Stecker wird überwiegend durch die Abmessungen dieser bestimmt, in geringerem Maße durch die verwendeten Werkstoffe. Näherungsweise kann der Wellenwiderstand durch das Verhältnis von Außenleiterdurchmesser zu Innenleiterdurchmesser bestimmt werden: Z ~ R/r. Hieraus wird schnell klar, dass der Innenstift von 75 Ohm-Steckern dünner ist als bei 50 Ohm-Steckern. Aus diesem Grunde darf man niemals einen 50 Ohm-Stecker in eine 75 Ohm-Buchse stecken, da dies eine Zerstörung oder zumindest eine Beschädigung der Buchse verursacht. Der umgekehrte Fall ist zwar harmlos für die Buchse, jedoch kann der sichere Kontakt nicht gewährleistet werden.