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🛰 RF Connectors / 高周波コネクタ

Connectors for RF and high-frequency applications

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📑 目次 / Table of Contents

1. 概要 / Overview
2. 用途 / Applications
3. 種類 / Types
4. 主要パラメータ / Key Parameters
5. 設計考慮事項 / Design Considerations
6. 材料とメッキ / Materials & Plating
7. 信頼性と試験 / Reliability & Testing
8. 国際規格 / Standards
9. 学習目標 / Learning Goals
10. 関連リンク / Related Links
11. ⬆️ Back to Connectors

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🏗 概要 / Overview

RFコネクタは、高周波信号の伝送に特化し、50Ω/75Ω のインピーダンス整合、低反射 (VSWR)、低損失 (Insertion Loss) を実現するように設計されています。
RF connectors are designed for high-frequency transmission, ensuring impedance matching, low reflection, and low insertion loss.

主な用途は、通信（5G/6G, Wi-Fi, 衛星通信）、車載レーダ、測定機器、航空宇宙 です。

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🎯 用途 / Applications

• 無線通信機器：基地局、アンテナ接続、RFモジュール
  Base stations, antenna connections, RF modules
• 計測器：VNA（ベクトルネットワークアナライザ）、スペアナ
  VNAs, spectrum analyzers
• 車載：24GHz / 77GHz レーダ、V2X 通信
  Automotive radar and V2X communication
• 航空宇宙/衛星：耐環境・高信頼性コネクタ
  Aerospace and satellite high-reliability connectors

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🧩 種類 / Types

| 種類 / Type | 構造・特徴 / Structure & Characteristics | 周波数範囲 / Frequency Range | |————-|——————————————-|—————————–| | SMA | 最も普及。18GHz対応、精密タイプは26.5GHz | DC–18/26.5 GHz | | SMB / SMC | 小型、着脱容易。SMCはねじ固定 | SMB: DC–4 GHz / SMC: DC–10 GHz | | BNC | ベイオネットロック。計測用途中心 | DC–4 GHz | | N型 | 大電力対応、低損失。11GHzまで | DC–11 GHz | | MCX / MMCX | 超小型、携帯端末向け | DC–6 GHz | | QMA | スナップオン式、組立効率大 | DC–6 GHz | | 2.92 mm (K) | 精密測定、40GHz対応 | DC–40 GHz | | 2.4 mm / 1.85 mm (V) | ミリ波帯用、50GHz/65GHz | DC–50–65 GHz | | 1.0 mm / 0.8 mm | 110GHz超対応、研究用途 | DC–110 GHz |

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📊 主要パラメータ / Key Parameters

• 特性インピーダンス (Characteristic Impedance)
  50Ωが標準（通信・RF）、75Ωは放送/映像向け
  50Ω for RF/comm, 75Ω for broadcast/video

• VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
  理想は 1.0、実際は <1.2 (SMA)、<1.05 (高精度品)
  Ideally 1.0, typically <1.2 (SMA), <1.05 (precision connectors)

• 挿入損失 (Insertion Loss)
  \(IL(dB) = -20 \log \frac{V_{out}}{V_{in}}\)
  Defines signal attenuation through the connector

• 自己共振点 (SRF)
  GHz帯でのインダクタンスと容量の共振周波数
  Self-resonant frequency of connector parasitics

• 耐久性 (Mating Cycles)
  通常 500回〜2000回、試験用精密コネクタは100回程度
  500–2000 cycles, precision connectors ~100 cycles

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🛠 設計考慮事項 / Design Considerations

• PCBフットプリント：パッド形状・GND via配置でインピーダンス連続性を確保
  Ensure impedance continuity with optimized footprint and GND vias
• リターンパス設計：複数のグラウンドvia配置で電流ループ最小化
  Use multiple ground vias for minimized return path
• 接触抵抗：表面酸化・汚染による劣化を考慮
  Consider degradation from oxidation/contamination
• 周波数依存性：40GHz以上では機械寸法誤差もSパラ特性に影響
  At >40GHz, even small machining tolerances affect S-parameters

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⚙️ 材料とメッキ / Materials & Plating

• 中心導体：金メッキ銅合金
  Gold-plated copper alloy for conductivity and durability
• 外部シェル：真鍮 (Brass)、ステンレス鋼
  Brass or stainless steel for strength and shielding
• 絶縁体：PTFE（低誘電率、低損失）、PEEK（高耐熱）
  PTFE (low-loss), PEEK (high-heat applications)
• 表面処理：金メッキ (耐腐食・低接触抵抗)、銀 (低損失)
  Gold plating (corrosion resistance), Silver (low loss)

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🛡 信頼性と試験 / Reliability & Testing

• 熱衝撃試験：-40〜+125℃ サイクルで性能確認
  Thermal cycling test from -40°C to +125°C
• 機械耐久：挿抜繰返し後のVSWR変動評価
  Check VSWR after repeated mating cycles
• 振動・衝撃試験：車載/航空宇宙用で必須
  Required for automotive and aerospace applications
• 湿度試験 (85/85)：高温高湿で絶縁抵抗劣化を確認
  85°C/85%RH test for insulation reliability

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📏 国際規格 / Standards

• IEC 61169: RFコネクタの規格全般
  IEC standard for RF coaxial connectors
• MIL-STD-348: コネクタ寸法・インタフェース規格
  Military standard for RF connector interfaces
• ISO 19642: 車載用途コネクタ規格
  Automotive RF connector standards
• IEEE 287: 精密高周波コネクタ規格 (mm-wave)
  IEEE standard for precision coaxial connectors

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🎯 学習目標 / Learning Goals

• 各種RFコネクタの 周波数対応と用途 を理解する。
  Understand frequency range and applications of RF connectors.
• VSWR / Insertion Loss / Impedance の関係を説明できる。
  Explain relationships among VSWR, insertion loss, and impedance.
• 材料・メッキ・構造が 高周波特性と信頼性 に与える影響を把握する。
  Grasp how materials, plating, and structure affect RF performance.

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