射频同轴连接器 (RF CONNECTOR)

抓住机遇，开创射频连接器国际标准化
工作的新局面
吴正平
一、 概述
射频连接器是一种传输射频信号的接口元件，用在器件与器件、组件与组件、系统与子系统之间形成电气连接和射频信号的传递，从而构成一个完整系统所必须的基础元件，它在微波电路中起着连接或分断同轴电缆、微带电路、传输射频信号的作用。射频连接器产品质量和可靠性直接影响着射频信号的质量和可靠性，而射频连接器的标准化和通用化直接关系着器件与器件、组件与组件、系统与子系统之间的互联、互换和互操作。在全球经济一体化的今天，射频连接器的国际标准化更显重要。
二、 射频连接器的发展趋势
国际上一些技术先进的引导射频同轴连接器发展方向的生产厂家主要分布在美国、日本、及德国等欧美发达国家和地区。射频连接器的一些新产品主要出自于这些企业，近几年为适应整机设备的小型化、模块化、高频化、高精度、高可靠的发展，射频连接器新产品不断被研制出来，使射频连接器不断向小型化、高可靠、高频率、高功率、低电压驻波比方向发展。
1）射频连接器尺寸越来越小，例如：SSMA、SSMC、MMCX型和1.9mm，1.85mm、1mm型连接器相继出现，满足了整机特别是空间电子系统发展的要求。
2）射频连接器的传输频率不断增高、增宽，2.92型连接器工作频率上限可达46GHz，2.4型连接器工作频率上限可达50GHz，1.85型连接器工作频率上限可达65GHz，HP公司研制的1mm的连接器，已把同轴系统的上限频率拓宽到110GHz。满足了武器装备向更高频率、保密的要求。
3）盲配射频连接器不断增多，例如：BMA、SBMA、BMZ、TMA、SMP型连接器的相继成功研制并投入使用，满足了电子设备的模块化的要求。
4）将螺纹连接器发展变成快速连接器，例如：QN和QMA等系列射频连接器分别是N型和SMA系列连接器的基础上开发的，主要是将螺纹连接器机构变成快速连接机构，提高了射频连接器的连接器速度和减少了安装空间。
5）反极性连接器的开发和利用。例如：SMA、TNC、N等型连接器的反极性连接器，将原来装针的插头装孔，将装孔的插座装针。其目的是提高插座的可靠性。
6）稳定的或相位可调的毫米波连接器，满足了相控阵雷达和电子对抗相位匹配系统中对相位稳定性的要求。
7）表面贴装连接器。随着通信设备的小型化模块化发展，表面贴装的射频连接器也相继开发成功。
三、 射频连接器国际标准现状
1.      技术归口组织
射频连接器国际标准归口组织是IEC/ SC46F《射频及微波无源元件》。它是IEC/TC46《电缆、电线、波导、射频连接器、射频和微波无源器件及附件》的一个分技术委员会，成立于2002年，其主要工作是从事网络和电缆用射频和微波无源元件的标准化工作，包括对射频连接器、波导等微波无源元件的电气性能、机械性能和环境适应性的测试方法以及产品标准等。由于其工作内容含盖了IEC/SC 46B《波导元件》和IEC/SC46D《射频连接器》两个分技术委员会的工作内容。因此在IEC/TC 46F成立的同时，IEC/SC46B和IEC/SC46D同时取消。
2.      国际标准总体情况：
IEC SC46F目前共有72项正式标准，其中波导方面的标准共有24项，射频连接器方面的标准共有48项。由于波导技术比较成熟，且许多方面可以用连接器代替，因而在近10年来波导方面的标准变化较少，更没有什么新的标准出现。射连接器标准相对波导标准较活跃，目前已制定的连接器标准中有：
IEC61169射频同轴连接器系列标准：9个；
IEC60169射频同轴连接器系列标准：31个；
IEC60339一般用途刚性同轴传输线及其法兰连接器系列标准：2个
IEC60457精密硬同轴电线及其精密连接器系列标准5个；
射频连接器配件标准和技术报告2个。
3.      国际标准现状
由于射频连接器是接口元件，因而国际上大多数企业都是采用国际标准（IEC）或MIL标准设计、制造产品（少量产品采用德国DIN标准）。特别是关系到射频连接器的互配、互换性能的接口尺寸部分必须采用国际标准，否则产品就不可能有生命力。
但相对于射频连接器产品发展来说，SC46F国际标准制修订工作进展较慢，使得SC46F国际标准存在一些问题：
1）标准老化，标准体系和标准内容不适应行业发展的要求
已制定的国际标准中，除9个IEC61169系列标准制定时间较短，标准体系采用的是总规范、分规范（空白详细规范）和详细规范，标准内容比较全面外，IEC60169、IEC60339 和IEC60457系列标准都采用总规范-详细规范体系，由于这些标准制定时间相对较长，IEC虽然对很多标准进行了修订，出了大量的更改单，但总体来说来，标准版本较老，标准体系不能适应新的要求，标准中的许多要求也不能适应整机设备的要求。例如：IEC60169-4?射频连接器  第4部分：外导体内径为16mm (0.63 in)、特性阻抗为50Ω、螺纹连接射频同轴连接器（7-16型）?，该产品广泛用于广播、通信行业，随着广播通信设备的发展，对该类产品又提出更高的要求，如三阶交调、低接触电阻、高屏蔽效率等，而IEC标准没有这些要求或要求较低，满足不了整机设备的要求，同时，标准中的质量评定程序与我国通常的质量评定程序相差甚远，在我国没法执行，因此我国在采用该标准制定国家标准时，除界面尺寸完全采用IEC标准，以保证产品能国际通用互配互换外，其它如额定值和特性、质量评定程序等完全采用我国射频连接器的体系制定，并按照射频连接器的标准体系增加了制定详细规范的导则等。类似IEC60169-4的标准还有很多，这些标准已不能适应我国射频连接器发展的需要，直接采用这些IEC标准不仅与我国标准准体系不配套，一些要求也不能满足整机的要求，但不采用这些标准，又会影响到产品出口，因为在产品出口时采用国家标准（GB）一般不被认可，IEC标准的这些问题在一定程序上影响了我国射频连接器发展。为此，为了保持我国的利益，我们已多次呼吁IEC SC46F尽快修订一些过时的标准，目前，由我国起草的国际标准提案46F/40/NP（修订IEC60169-4：1975）已获到通过，目前进入CDV阶段。
2）一些新型的产品没有制定成国际标准
由于IEC SC46F刚成立不久，其主要工作是整合以前制定的标准，因此一些新型的射频连接器未来得及制定，例如：目前用量大，使用面广的MMCX、SBMA 、SMP、BMZ、SBX等等都没有相应的国际标准。还有许多企业自行研制开发的一些产品也没有相应的标准。正是由于近几年都没有新型的射频连接器国际标准制定（除我国提案外），使得射频连接器行业百花齐放，新产品不断出现，也使得产品之间的互配互换成了严重问题，影响到一些较好产品的推广应用。
3）专利垄断性国际标准和联合标准开始出现
以前，国际标准主要由一些跨国公司垄断，一些具有技术引导性的公司开发出新型射频连接器后，为达到推广应用的目的，首先申请制定成IEC标准，使这些产品很快成为国际通用产品，并得到广泛应用，但另一方面，由于制定成IEC标准后，各国企业纷纷效仿，很快研制出同样的产品，影响了其垄断地位。因此，为了保持技术垄断，这些企业又通用申请各种专利来限制别的企业，保护企业的即得利益。例如在IEC标准中引用专利（见IEC61169-33?射频连接器第33部分：BMA型射频同轴连接器分规范?）等。
现在企业联合开发，联合标准、专利垄断，已成为国际上射频连接器发展的新趋向，一些有实力的、产品具有一定垄断性的公司，联合开发一项新产品后，为了保持其垄断地位，不再制定成IEC标准，而是直接联合制定一个产品规范，并申请许多专利，以达到垄断的目的。例如：由RADIALL公司和 HUBER+SUHNER公司联合开发的QMA和QN型射频连接器后，发起成立了QLF（Quick lock formula）快速连接组织，并制定了QLF标准，并对产品结构、界面等申请了许多专利，例如：有关QMA连接器的专利有：US 6,692,286 ; EP 1 222 717 ; EP 1 094 565；有关QN连接器的专利有： US 6,709,289 ; US 6,646,011 ; EP 1 282 202 ; EP 1 337 008 ; FR 2 828 202等。要想生产这些产品，需加入QLF组织，进入该组织的企业可以使用QLF?商标，并能与QLF组织内其它企业的产品能互配互换。目前QMA和QN已成事实上的国际通用型产品，广泛应用到通讯设备中，并已有多家跨国公司加盟QLF，例如：Rosenberger公司和Amphenol RF公司等，使得市场规模也越来越大。
四、 我国射频连接器产业及标准现状
1.      国内产业情况
1)             产品研发方面
a)    仿制能力强。国外有的产品，除1.9、1.85、1.0等型毫米波连接器产品外，我国基本上都开出了相应的产品，并能与之互配互换。
b)           自行开发能力不断提高。例如：
西安富士达公司自主研制开发的STWX8型射频连接器具有推拉自锁装置，连接可靠稳定，解决了在有限空间下对中功率传输连接稳定的要求，受到用户的好评，也得到国际专家的认可。（国际标准提案《射频连接器  第37部分：STWX8系列射频连接器分规范》已进入IS出版印刷阶段）。
国营第853厂自主研制开发的TMA型射频连接器填补了目前中功率下盲配连接器的空白（国际标准提案《射频连接器  第XX部分：TMA系列射频连接器分规范》已进入NP阶段）。
上海一家企业自主开发的拥有自主知识产权的CQN和CQA（正在申请专利），性能水平比国外QLF组织的QN和QMA还要好。
2)                产品水平方面
a)           通用的连接器产品（2级）：部分企业能达到国外先进企业同类产品的水平，也能达到国际标准和MIL标准的水平，并能与国外产品互配互换。
b)           0级标准试验连接器产品和1级精密连接器产品：我国水平与国内还有一定的差距。宇航级和一些毫米波连接器产品较少。
3)                产品的销售方面
1）大部分产品国内售销。
2）许多企业都有产品销往国内，但销售渠道不太畅通，基本上都是通过国外中间公司，价格压得很低。
4)                存在的主要问题
1）生产厂家多、但上规模的少。近600家，但年产值人民币1000万元以上的仅二、三十家，上亿元的更是凤毛麟角。
2）低质、劣质产品多，影响整个产业形象。许多乡镇企业、私营企业在不具备设计及测试能力的情况下盲目仿制、粗制滥造出许多低劣产品，以低价格进入市场竞争，并争夺出口市场，给人以国产连接器低价劣质的不良印象。
3）缺少自有知识产权，缺乏对自有知识产权的保护意识。国外如Phoenix公司对其PkZ系列射频同轴连接器申请了数十项专利。而我国在这些方面非常欠缺，一方面缺少自有知识产权，另一方面缺乏对自有知识产权的保护意识，据说QLF组织的QN和QMA的设计思想最早出自我国。
4）高档产品少。目前我国射频连接器主要出口的是一些中、低档通用产品（2级射频连接器），一些高档产品，例如：表面贴装连接器、1级射频连接器（精密）、0级射频连接器（试验级）、宇航级和一些毫米波产品还依赖进口。部分产品，例如：部分宇航级、毫米波、稳相电缆及连接器产品甚至受到国外的技术封锁和禁运。
2.      国内标准情况
1） 许多国际标准没有被采用
我国射频连接器民用标准基本上是采用IEC标准制定的（军用标准标基本上都是采用MIL标准制定的），民用标准和军用标准对国际先进标准的采用，使我国连接器产业很快与国际接轨，极大地推动了行业的发展，但由于多种原因，目前我国采用IEC标准的比例并不高，采标率不到50%。大量的IEC标准没有被转化为我国标准，企业为了生产产品只能直接采用IEC标准，而由于IEC标准本身的问题，以及对标准理解等多种原因，对IEC标准的采用也往往只局限于采用IEC标准中的界面尺寸、及部分性能，没有或不可能全面执行IEC标准。
2）已制定的标准大量需要修订
目前已制的射频连接器标准大部门已老化，已不能适应射频连接器技术发展和整机设备对其的要求，这些标准在2004年国标清理整顿过程都提出修订。目前已立计划修订的国家标准有6项，还有许多一些已降为行业标准的国家标准需要修订。
3）大量的产品没有标准
目前还有大量的产品都没有国内标准，包括一些通用的射频连接器、一些新型的射频连接器和我国自主设计开发的射频连接器产品。
五、 机遇
1.   国际方面
1)       随着我国实力的增强，在世界舞台上所处的地位越来越重要。国际标准组织需要也欢迎中国的积极参与国际标准化活动。
2)       大量的国际标准需要修订。
3)       一些新的产品需要制定成国际标准。
4)       一些跨国公司忙于专利垄断,不愿意因为制定国际标准而损害专利垄断地位。
5)       SC46F刚建立不久，许多工作需要有关专家去做。
2.   国内方面
1)       随着全球经济一体化进程的加快，各种关税壁垒在逐年下降，标准作为一种非关税壁垒越来越被许多国家、行业和企业所看重并利用，成为进入市场、占领市场、保护自己已有市场的有力武器。我国加入WTO后，政府更加重视标准化工作，积极鼓励和支持企业参与国际和国内标准化活动。
2)        许多企业开始意识标准标准化的重要性，开始积极关注并参与标准化活动。
3)        国内大量的标准需要修订。
4)        国内有许多产品，特别是拥有我国自主知识产权的产品需要制定新标准。
5)        我国已有制定多项国际标准的丰富经验。
六、 对策和建议
在国际国内的大好形势下，我们要抓住机遇，利用我们成功制定三项国际标准的经验，积极调动各方面的力量，努力开创射频连接器国际标准的新局面，具体建议和对策如下：
1.       在制修订我国标准时，除考虑我国标准体系、标准的制定规则、及产品的主要性能外，同时要考虑到转化成国际标准的可能性，在可能时，及时提出IEC标准。
2.       积极参与国际标准的制修订工作。在参与国际标准的修订工作时，要根据我国射频连接器行业发展需要，将有利于我国产业发展，有利于促进我国产品出口贸易的有关内容制定到国际标准中，以便我国采用国际标准和我国产品的出口贸易。
3.       将一些新的拥有我国自主知识产权，且有一定市场前景的产品，积极申请制定国际标准以提高我国产品的知名度和国际竞争力。
4.       积极开展射频连接器试验方法，例如：功率、三阶交调、屏蔽效率等方面的基础性工作，在条件可能时申请制定国际标准。
5.       除射频连接器标准外，波导、波导同轴转换器、波导负载等属于微波无源元件的产品标准，只要有利于我国产业的发展，我们都可能申请制定国际标准。
总之，借着国际、国内的大好机遇，积极参与射频连接器国际和国内标准化活动，提高我国的射频连接器行业的整体水平和在国际市场的竞争力，使我国不仅成为一个射频连接器国际标准化的制造基地，同时在不久的将来也成为世界上最大的射频连接器国际生产基地。