Le connecteur d'antenne est un connecteur électronique utilisé pour raccorder des équipements et des câbles radiofréquences. Sa fonction principale est la transmission de signaux à haute fréquence.
Le connecteur présente d'excellentes caractéristiques d'adaptation d'impédance, ce qui garantit une réduction maximale des réflexions et des pertes de signal lors de la transmission entre le connecteur et le câble. Il possède généralement de bonnes propriétés de blindage afin d'empêcher les interférences électromagnétiques externes d'affecter la qualité du signal.
Les types de connecteurs d'antenne courants comprennent les connecteurs SMA, BNC, de type N, TNC, etc., qui conviennent à différentes exigences d'application.
Cet article vous présentera également plusieurs connecteurs couramment utilisés :
Fréquence d'utilisation des connecteurs
Connecteur SMA
Le connecteur coaxial RF de type SMA est un connecteur RF/micro-ondes conçu par Bendix et Omni-Spectra à la fin des années 1950. C'était l'un des connecteurs les plus couramment utilisés à cette époque.
À l'origine, les connecteurs SMA étaient utilisés sur des câbles coaxiaux semi-rigides de 0,141 pouce, principalement utilisés dans les applications micro-ondes de l'industrie militaire, avec un remplissage diélectrique en téflon.
Grâce à sa petite taille et à sa capacité à fonctionner à des fréquences élevées (de 0 à 18 GHz avec des câbles semi-rigides et de 0 à 12,4 GHz avec des câbles flexibles), le connecteur SMA gagne rapidement en popularité. Certaines entreprises produisent désormais des connecteurs SMA fonctionnant jusqu'à environ 27 GHz. Même le développement des connecteurs pour ondes millimétriques (comme les connecteurs 3,5 mm et 2,92 mm) prend en compte la compatibilité mécanique avec les connecteurs SMA.
Connecteur SMA
Connecteur BNC
Le nom complet du connecteur BNC est Bayonet Nut Connector (connecteur à enclenchement rapide, ce nom décrit parfaitement la forme de ce connecteur), en référence à son mécanisme de verrouillage à baïonnette et à ses inventeurs Paul Neill et Carl Concelman.
Le connecteur BNC est un connecteur RF courant qui minimise la réflexion et l'atténuation des ondes. Il est généralement utilisé dans les applications basse et moyenne fréquence et est largement répandu dans les systèmes de communication sans fil, les téléviseurs, les appareils de test et les équipements électroniques RF.
Les connecteurs BNC étaient également utilisés dans les premiers réseaux informatiques. Ils supportent des fréquences de signal de 0 à 4 GHz, mais peuvent fonctionner jusqu'à 12 GHz avec une version spéciale de haute qualité conçue pour cette fréquence. Il existe deux impédances caractéristiques : 50 ohms et 75 ohms. Les connecteurs BNC de 50 ohms sont les plus répandus.
Connecteur de type N
Le connecteur d'antenne de type N a été inventé par Paul Neal aux laboratoires Bell dans les années 1940. Conçus initialement pour répondre aux besoins des secteurs militaire et aéronautique en matière de connexion de systèmes radar et autres équipements radiofréquences, les connecteurs de type N sont dotés d'une connexion filetée assurant une bonne adaptation d'impédance et un blindage efficace. Ils conviennent aux applications haute puissance et basse fréquence.
La plage de fréquences des connecteurs de type N dépend généralement de leur conception et des normes de fabrication. De manière générale, les connecteurs de type N couvrent la plage de fréquences de 0 Hz (courant continu) à 11 GHz, voire 18 GHz. Cependant, les connecteurs de type N de haute qualité peuvent supporter des fréquences plus élevées, dépassant les 18 GHz. En pratique, les connecteurs de type N sont principalement utilisés dans les applications basse et moyenne fréquence, telles que les communications sans fil, la radiodiffusion, les communications par satellite et les systèmes radar.
Connecteur de type N
Connecteur TNC
Le connecteur TNC (Threaded Neill-Concelman) a été co-inventé par Paul Neill et Carl Concelman au début des années 1960. Il s'agit d'une version améliorée du connecteur BNC et il utilise une méthode de connexion filetée.
L'impédance caractéristique est de 50 ohms et la plage de fréquences de fonctionnement optimale se situe entre 0 et 11 GHz. Dans la bande des micro-ondes, les connecteurs TNC offrent de meilleures performances que les connecteurs BNC. Ils présentent une forte résistance aux chocs, une grande fiabilité et d'excellentes propriétés mécaniques et électriques, ce qui explique leur utilisation répandue dans les équipements radio et les instruments électroniques pour le raccordement de câbles coaxiaux RF.
Connecteur 3,5 mm
Le connecteur 3,5 mm est un connecteur coaxial radiofréquence. Le diamètre intérieur du conducteur extérieur est de 3,5 mm, l'impédance caractéristique est de 50 Ω et le filetage est de type 1/4-36UNS-2.
Au milieu des années 1970, les sociétés américaines Hewlett-Packard et Amphenol (principalement développées par HP, la production initiale étant assurée par Amphenol) ont lancé un connecteur de 3,5 mm, fonctionnant à une fréquence allant jusqu'à 33 GHz. Il s'agissait du premier connecteur coaxial utilisable dans la bande des ondes millimétriques.
Comparativement aux connecteurs SMA (y compris le « Super SMA » de Southwest Microwave), les connecteurs 3,5 mm utilisent un diélectrique à air, possèdent des conducteurs externes plus épais et offrent une meilleure résistance mécanique. Par conséquent, leurs performances électriques, leur durabilité mécanique et leur répétabilité sont supérieures à celles des connecteurs SMA, ce qui les rend plus adaptés aux applications de test.
Connecteur 2,92 mm
Le connecteur 2,92 mm, également appelé connecteur 2,9 mm ou de type K par certains fabricants, et encore SMK, KMC, WMP4, etc., est un connecteur coaxial radiofréquence dont le conducteur extérieur a un diamètre intérieur de 2,92 mm. Il présente une impédance de 50 Ω et un filetage de 1/4"-36UNS-2". Sa structure est similaire à celle du connecteur 3,5 mm, mais en plus petit.
En 1983, William Old Field, ingénieur principal chez Wiltron, a mis au point un nouveau connecteur de type K (2,92 mm) en optimisant les connecteurs à ondes millimétriques existants (le terme « connecteur de type K » est une marque déposée). Ce connecteur possède un conducteur interne de 1,27 mm de diamètre et est compatible avec les connecteurs SMA et 3,5 mm.
Le connecteur 2,92 mm offre d'excellentes performances électriques dans la gamme de fréquences (0-46) GHz et est mécaniquement compatible avec les connecteurs SMA et 3,5 mm. De ce fait, il est rapidement devenu l'un des connecteurs mmWave les plus utilisés.
Connecteur 2,4 mm
Le développement du connecteur 2,4 mm a été mené conjointement par HP (ancêtre de Keysight Technologies), Amphenol et M/A-COM. Il s'agit d'une version plus compacte du connecteur 3,5 mm, offrant ainsi une fréquence maximale nettement supérieure. Largement utilisé dans les systèmes 50 GHz, ce connecteur peut fonctionner jusqu'à 60 GHz. Afin de pallier la fragilité des connecteurs SMA et 2,92 mm, le connecteur 2,4 mm a été conçu pour pallier ces défauts grâce à une épaisseur accrue de sa paroi externe et au renforcement des broches femelles. Cette conception innovante lui confère d'excellentes performances dans les applications haute fréquence.
Le développement des connecteurs d'antenne a évolué, passant de simples connecteurs filetés à de multiples types de connecteurs haute performance. Avec les progrès technologiques, les connecteurs tendent constamment à être plus compacts, à fonctionner à des fréquences plus élevées et à offrir une bande passante plus large afin de répondre aux besoins changeants des communications sans fil. Chaque connecteur possède ses propres caractéristiques et avantages selon les applications ; le choix du connecteur d'antenne approprié est donc crucial pour garantir la qualité et la stabilité de la transmission du signal.
Date de publication : 26 décembre 2023
