三款TE“小零件”，让你的RF设计既省地儿，又省事儿！

【导读】如今，5AIoT这个概念渐火。所谓5AIoT，是“5G+AI+物联网”的缩写，实际上就是一种以AI为数据处理“大脑”，以5G和物联网为数据传输通路的计算架构，也是支撑未来智能时代的骨架。在这样一个架构中，种类繁多的无线通讯技术显然扮演着重要的角色，它们将无数的网络节点互联在一起，而每一个无线节点的背后，都会有一个射频（RF）系统在不知疲倦地工作着，以确保准确、可靠的数据收发。

所谓射频技术，就是指利用电磁辐射，在无直接电气连接的两个电路和系统之间传输信息的方式。这种电磁辐射是由时变电流电压产生的以波形式运行的电磁能，而射频系统要做的，就是通过控制和解读这种电磁波来实现信号的无线传输。

与其他的通信和信号传输方式相比，射频的优势体现在三个方面：第一是灵活性，其无需其他物理媒介“隔空”传输电信号的方式，几乎可以延伸到任何想去的地方；第二是通讯速率高，电磁辐射场谱作为一种实用的转换介质，能使射频系统实现非常高的传输速率；第三是距离远，电磁信号作为一种带有调制技术和接收电路的电磁波，能够长距离地传输信号，应用于有线通信无法企及的场景（如卫星通信）。

图1：常见的物联网无线通信协议

（图源：TE）

正是因为具有上述这些优势，射频技术也随着无线互连的普及进入到越来越多的应用场景中，可以说是无处不在。我们对于射频技术的依赖也越来越强。

射频系统设计的挑战

不过在电子系统中，射频系统的设计往往是极具挑战性的一环。这样的挑战主要体现在两个方面：

●   在射频工作的高频频段，电信号将呈现出很多与低频条件下截然不同的特性，想要“驾驭”它，就需要射频工程师比一般的硬件工程师具备更宽的理论知识面，也需要更深厚的技术经验积淀。

●   同时，电子系统中对于射频系统的“约束”也越来越多。比如在小型化方面，能够在日益紧凑的空间内“塞下”更多的功能，既需要射频系统自身不断“瘦身”，还需要其提供足够的灵活性，以利于工程师在系统层面进行整体的空间优化。

这些挑战转化为对当今射频元器件的要求，可以浓缩为一句话：让射频系统的设计既省地儿，又省事儿。哪颗料能实现这样的目标，其在市场上就一定会受到开发者的青睐。

一个射频系统主要包括天线、收发器，以及为这两者提供射频信号互连的电缆组件三个部分。以往很多人可能认为，收发器是射频系统中比较复杂、技术含量极高的部分，而对有经验的射频工程师来说，这几部分其实是密切相关的，在天线和射频信号互连部分选料稍有不慎，很可能会给整个射频系统的设计带来麻烦。换言之，经过优化设计的天线和射频互连方案，将有助于用户实现“既省地儿，又省事儿”的设计目标。

这样的解决方案，TE Connectivity（以下简称TE）已经为你准备好了，今天我们就从中精选几款，为大家秀一下。

小型化多频段的天线

在射频系统中，天线无疑是位置极为“突前”的角色。简单地理解，天线就是一个转换装置，其作用是将在电路系统中传输的导行波，变换成在自由空间中传播的电磁波，或者相反。因此，天线的增益、带宽、阻抗、方向性等特性，对于射频系统的性能会产生至关重要的影响。

除此之外，还有几个天线产品的发展趋势值得关注：

●   小型化

这一点无需赘言，在移动便携产品中这一需求会显得尤为强烈，这就需要天线产品的设计在材料、结构和工艺等方面多动脑筋。

●   多频段

单个天线支持多波段，一方面有利于提升无线连接的可靠性，另一方面也有利于在全球范围内支持更多的无线标准，带来“一料多用”的便利性。

●   共存性

由于在一个设备中可能会有多个无线协议并存的情况，因此如何能够减少各个无线射频系统之间的干扰，支持多协议、多系统的共存，也很重要。

图2：TE的小型化陶瓷GNSS天线

（图源：TE）

能够符合上述这些设计要求，TE的小型化陶瓷GNSS天线就是一个很好的范例。该系列产品具有额定50Ω馈电点阻抗，支持3W至10W的功率，堆叠式的贴片设计实现了更小的占板面积，能够很好地满足空间紧凑产品的规格要求。

同时，该系列的天线产品具有1559MHz至5875MHz的频率范围，可以确保在复杂环境中增加连接卫星的数量，为用户提供不间断的无线连接体验；而且其可以支持GPS、GLONASS、北斗和伽利略等多种卫星定位导航应用的频段，满足不同市场的需求。

而且，该产品优化了多个天线之间的效率和隔离，有助于达到设计要求的数据吞吐量，最终实现分米和厘米级的精度，因此可以说是需要卫星定位功能的便携应用的不二之选。

可靠而多样化的电缆组件

射频信号在天线和收发器中间的传输，这个工作通常是由射频连接器和电缆来完成的。在这方面，同轴连接器和电缆具有突出的性能优势，甚至在很多人的心目中，它们就是射频连接器和电缆的代名词。

具体来讲，这种同轴的互连架构包含有内导体和外导体，内导体用于连接信号线，而外导体不仅是信号线的地线，也起到屏蔽电磁场的作用，以减少同轴互连系统内、外部电磁波相互之间的干扰，也能够最大程度地减少传输中的损耗，确保在传输过程中信号的完整性。

正是由于具有上述这些优势，同轴连接器一直在不断演化，发展出了诸多系列、不同规格的产品，特别是在连接器的小型化上也在不断精进（如TE UMCC微型同轴连接器）。而同轴电缆由于其结构简单、空间利用率高、易制造等特点，也广受青睐。

图3：TE微型同轴电缆组件

（图源：TE）

TE凭借自己在射频互连领域深厚的积累，推出了多种配置的微型同轴电缆组件。这些产品将TE高品质的射频同轴连接器与电缆搭配在一起，提供了与TE UMCC微型同轴连接器不同的连接/转换配置，电缆组件的长度也在50mm至1000mm之间有多种规格可选，便于为各种应用提供可靠的射频连接，包括可穿戴设备、智能电表、医疗系统、机顶盒和智能家居等等。

TE微型同轴电缆组件类型

●   Bulkhead RF CA至UMCC

●   RP-SMA至UMCC

●   SMA Bulkhead至UMCC

●   TNC Bulkhead至UMCC

●   UMCC至UMCC

TE的微同轴射频电缆组件与天线产品配合使用，有助于为客户提供性能出色，且更具有价格竞争力的端到端射频解决方案。

不可或缺的d簧夹

在为便携产品设计射频系统时，你还会用到一种比较“特别”的互连组件，它们虽然不起眼，但是作用却不容忽视，这就是d簧夹。

d簧夹也被称为屏蔽夹、接地d簧、通用接地端子或卡箍，从名称就可看出其在各类型小型PCB板中主要的作用就是天线馈电、低压电气连接或用于接地，以防止EMI噪声以及由扬声器、电机、扩音器等设备产生的静电；同时也可起到固定的作用，防止任何振动对PCB的影响。因此，其在射频及其之外的电路系统中有广泛的应用。

图4：d簧夹在平板电脑PCB上的应用

（图源：TE）

尽管先前TE已经有了很丰富的d簧夹产品组合，不过为了满足小型化设计的需求，特别推出超小型d簧夹产品系列。

故名思议，TE超小型d簧夹的主要优势是占板面积小（仅有1.7mm2），可节省宝贵的PCB空间，并提供不同高度的配置可供选择。其闭环端子设计可确保与PCB实现稳定连接，保持力更好，并提供1.5A的载流能力；坚固耐用的侧壁设计可最大限度地减小过度压缩。

同时，该产品特殊的防刮设计可将端子顶端锁定在d簧夹侧壁内，有利于避免d簧夹在组装过程中被 *** 作员手套钩住，从而提高产线组装效率。而且专门的拾取区域可支持自动组装工艺，有助于实现可制造性设计。

图5：TE超小型d簧夹系列

（图源：TE）

可以看到，这样的超小型d簧夹可以为无线设备的天线馈电提供具有成本效益的解决方案，且在抑制EMI和增强机械可靠性方面也很有帮助。

本文小结

天线、电缆组件、d簧夹……这些射频信号传输链路上的“小零件”，往往会关系到最终产品的品质，以及用户的体验，从这个意义上看，它们的选型就不是小问题了。

本文中列举的三个来自TE的产品，具备优秀的性能，并在此基础上为开发者在产品的小型化、可靠性和易用性等方面，提供了更多的价值，让射频系统的开发，乃至整个产品的开发都能够从中获益。因此，这样具有大作用的“小零件”还是多多益善！

来源：贸泽电子

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