Conectores RF: Tipos, Características y Especificaciones Clave

Especificaciones de un Conector

Al seleccionar un conector, es crucial considerar diversas especificaciones que impactan su rendimiento y adecuación para una aplicación particular. Estas se pueden clasificar en tres categorías principales:

Especificaciones Impuestas por el Sistema

• Impedancia Característica (Zo): Define la relación entre voltaje y corriente en la línea de transmisión. Los valores típicos son 50 y 75 ohmios.
• Frecuencia Máxima de Trabajo: Límite superior de frecuencia a la cual el conector opera eficientemente.
• ROE Máxima (Relación de Ondas Estacionarias): Indica el grado de adaptación de impedancia. Un valor bajo (cercano a 1) es deseable.

Especificaciones de Calidad del Conector

• Interfaz de Conexión: Tipo de acoplamiento mecánico (rosca, bayoneta, presión, etc.).
• Pérdida de Inserción: Atenuación introducida por el conector, expresada en dB.
• Ciclos de Conexión/Desconexión: Número de veces que el conector puede ser acoplado y desacoplado sin degradar su rendimiento.
• Plano de Referencia: Define la ubicación física donde se realiza la conexión eléctrica.
• Blindaje: Capacidad del conector para evitar fugas de señal, expresada en dB.

Especificaciones de Potencia

• Tamaño: Dimensiones físicas del conector.
• Robustez Mecánica: Capacidad para soportar tensiones mecánicas.
• Potencia Máxima de Trabajo: Nivel máximo de potencia que el conector puede manejar sin sufrir daños.
• PIM (Intermodulación Pasiva): Generación de señales espurias debido a no linealidades en el conector.

Parámetros Clave de los Conectores

Impedancia Característica (Zo)

Los valores estándar de Zo son 50 y 75 ohmios. La ROE (Relación de Ondas Estacionarias) es un parámetro eléctrico crucial que cuantifica la adaptación de impedancia. Una ROE de 1,5 implica una pérdida de potencia del 4%.

Frecuencia Máxima de Trabajo

La frecuencia máxima utilizable se incrementa al disminuir el diámetro del conductor externo. El uso de dieléctricos en lugar de aire reduce la frecuencia máxima y aumenta las pérdidas. En conectores coaxiales, la frecuencia máxima se establece según el diámetro del conductor externo. Para Zo = 50 ohmios, se aplican criterios específicos.

Pérdida de Inserción

Representa la atenuación total introducida por el conector, incluyendo pérdidas propias y desadaptaciones. Se expresa en dB y, por lo general, se especifica a la frecuencia máxima.

Blindaje

Indica el nivel de señal que se pierde a través del conductor externo. Un valor típico es -55 dB. En cables coaxiales, este parámetro suele ser despreciable.

Tamaño

A mayor tamaño de los conductores, mayor potencia manejable, pero menor frecuencia máxima.

Intermodulación Pasiva (PIM)

Este efecto, común en sistemas no lineales y activos, puede surgir en zonas no lineales del conector, como uniones de metales diferentes, contactos oxidados, conectores mal ensamblados o con corrosión. La circulación de altas corrientes en ambientes húmedos también contribuye a la PIM.

Tipos de Conectores Comunes

Conector BNC

Con acoplamiento tipo bayoneta, su ROE máxima es de 1,3. Existe una versión de alta tensión (MHV). La versión de 75 ohmios utiliza dieléctrico de aire.

Conector TNC

Con acoplamiento roscado, ofrece una frecuencia máxima aumentada a 12 GHz. Comúnmente utilizado en telefonía celular y antenas.

Conector UHF

Fue uno de los primeros conectores coaxiales para RF. Utilizado en radioaficionados (Ham Radio). Su frecuencia máxima varía entre 200 MHz y 500 MHz. Los modelos SO-239 y PL-259 son ejemplos comunes.

Conector F

Diseñado principalmente para video (TV y CATV), opera hasta 2,5 GHz.

Conectores de Precisión

Los conectores de precisión, detallados en la norma IEEE 287, emplean dieléctricos de aire o de baja reflexión. Incluyen:

• GPC (General Precision Connector): Con soporte dieléctrico (bead) de baja reflexión.
• LPC (Laboratory Precision Connector): Con dieléctrico de aire.

Conector SMA

Ampliamente utilizado en cables semirrígidos de pequeño diámetro, componentes con ciclos de conexión limitados (máximo 500) y aplicaciones con líneas microstrip. Su ROE puede llegar a 1,25.

Conector SMA-RP (Reverse Polarity)

Evita conexiones accidentales en equipos de transmisión. Común en routers y equipos WiFi.

Conector SMB

Más pequeño que el SMA, con versiones de 50 y 75 ohmios. Opera hasta 4 GHz. Utiliza acoplamiento a presión.

Conector SMC

Similar al SMB pero más pequeño, con mayor ancho de banda (hasta 10 GHz). Desarrollado bajo normativa europea, con versiones de 50 y 75 ohmios.

Conector MCX

Comparte dimensiones internas con el SMB, pero es un 30% más pequeño. Alcanza frecuencias de hasta 6 GHz.

Conector N

Sucesor del UHF, robusto y con dieléctrico de aire. Existen versiones ranuradas más económicas y versiones de alta precisión con acople hexagonal para llave dinamométrica. Las versiones hembra pueden tener 2, 4 o 6 ranuras.

Otros Conectores

• DIN: Usado en telefonía y comunicaciones. Robusto y de alta capacidad de potencia.
• GR900 (14 mm), APC-7 mm: Hermafroditas.
• APC-3.5 mm, K 2.92, Q 2.4, V 1.85, W 1: Conectores milimétricos.
• UFL: Para conexiones en placas con espacio limitado.