Ratgeber
Steckverbindungen für die Frequenzübertragung im Gigahertzbereich sind sorgfältig auszuwählen. Das betrifft in erster Linie die Abschirmung der Adern gegen Störfelder, die Qualität der Kontakte sowie die Art der Befestigung. Stecker und Buchsen im SMA-Format haben sich dabei weitgehend durchgesetzt. In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Einsatzgebiete für SMA-Stecker typisch sind, aus welchen konstruktiven Elementen sie bestehen und welche Unterschiede es gibt.
Wir geben Ihnen außerdem Tipps für die Beschaffung.
Die Abkürzung SMA steht für “SubMiniature version A”, es handelt sich bei diesen Steckern um sehr kleine Steckverbinder. Sie sind für den Anschluss an abgeschirmte Koaxialkabel ausgelegt, die Leitung inklusive Stecker – zum Beispiel ein Antennenkabel – verfügt daher über einen sehr guten Schutz gegen elektrische oder elektromagnetische Störfelder.
SMA-Stecker erlauben Frequenzübertragungen von bis zu 18 Gigahertz, in einigen Spezifikationen auch bis zu 27 Gigahertz. SMA-Steckverbindungen bieten eine gute mechanische Festigkeit und lassen sich wiederholt verbinden und trennen, ohne dass ihre Leistung signifikant beeinträchtigt wird. Sie sind auch in verschiedenen Bauformen verfügbar, einschließlich gerader und abgewinkelter Stecker sowie Spezialversionen für die Montage in einer Gehäusewand.
SMA-Stecker sind fast immer dort zu finden, wo zuverlässige Hochfrequenzverbindungen erforderlich sind. Dazu zählen beispielsweise Kommunikationseinrichtungen. In der kabelgebundenen Kommunikation sind sie besonders für die Installation von Antennen, Routern und anderen HF-Geräten geeignet. Aber auch in drahtlosen Kommunikationssystemen – einschließlich WiFi, Bluetooth und Radiofrequenzgeräten – kommen SMA-Stecker häufig zum Einsatz.
In der Elektronik- und Kommunikationstechnik werden SMA-Stecker häufig verwendet, um Geräte wie Oszilloskope oder Spektrum- und Netzwerk-Analysatoren mit den zu testenden Geräten oder Systemen zu verbinden. SMA-Stecker finden sich zudem in Radar- und Mikrowellensystemen, in der Satellitenkommunikation und in der Medizintechnik.
SMA-Steckverbinder sind präzise konstruierte Hochfrequenzsteckverbinder, die aus mehreren Schlüsselkomponenten bestehen. Ihr Aufbau zielt darauf ab, eine zuverlässige und leistungsfähige Verbindung für Hochfrequenzsignale zu gewährleisten.
Der zentrale Teil eines SMA-Steckers ist der SMA-Kontaktstift oder die SMA-Buchse, auch als Innenleiter bezeichnet. Bei einem männlichen Steckverbinder besteht dieser Teil aus einem dünnen Metallstift, der in die SMA-Buchse eines weiblichen Steckers passt. In der Regel ist der Innenleiter aus Kupferlegierungen hergestellt und häufig vergoldet, um eine niedrige Kontaktwiderstandsfähigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit zu sichern. Die Vergoldung hilft auch, eine zuverlässige elektrische Verbindung über die Lebensdauer des Steckers hinweg zu gewährleisten.
Um den zentralen Kontakt vom äußeren Leiter, dem Gehäuse, elektrisch zu isolieren, wird ein Isolator oder Dielektrikum verwendet. Dieses Material ist typischerweise ein hochwertiger Kunststoff, der die elektrischen Eigenschaften über den gesamten Frequenzbereich stabil hält und eine konstante Impedanz sicherstellt.
Das Gehäuse dient als mechanischer Schutz für den Innenleiter und als zweiter elektrischer Pfad, im Allgemeinen Masse. Es ist üblicherweise aus Messing gefertigt und für verbesserte Korrosionsbeständigkeit und elektrische Eigenschaften vernickelt oder vergoldet. Edelstahl wird ebenfalls verwendet, insbesondere in Anwendungen, die eine höhere mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
SMA-Stecker verwenden eine Schraubverriegelung für die sichere Verbindung. Dieses Merkmal sorgt für eine gute mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und andere physische Belastungen. Die Schraubverbindung erfordert eine Drehbewegung, um den Steckverbinder fest mit dem Gegenstück zu verbinden oder zu lösen.
Um die Verbindung vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit oder Staub zu schützen, lässt sich eine Dichtung, zum Beispiel ein O-Ring, in der Nähe der Schraubverbindung platzieren. Sie sorgt für eine gewisse Witterungsbeständigkeit, besonders bei Außenanwendungen.
Am hinteren Ende des SMA-Steckers befindet sich der Anschluss für das Koaxialkabel. Typische Montagetechniken sind Crimp-, Löt- oder Klemmverbindungen, abhängig vom spezifischen Typ des SMA-Steckers und der Anwendung.
Alle SMA-Stecker besitzen eine Impedanz, also einen elektrischen Wechselstromwiderstand. Typischerweise liegt er bei 50 Ohm, es gibt auch 75-Ohm-Versionen für bestimmte Anwendungen. Der Frequenzbereich eines SMA-Steckverbinders liegt bei bis zu 18 Gigahertz, in einigen Fällen bis zu 27 Gigahertz. Schraubverbindung sorgen für eine sichere mechanische und elektrische Verbindung. Männliche Stecker haben einen Pin, weibliche SMA-Buchsen ein kleines Röhrchen. SMA-Stecker sind in der Regel in der Mikrowellentechnik, der Telekommunikation, bei Messgeräten und in der HF-Technologie zu finden.
RP-SMA-Stecker, von Reverse Polarity SMA, besitzen ebenfalls eine Impedanz von 50 Ohm. Auch der Frequenzbereich entspricht dem eines SMA-Steckers. Obwohl äußerlich identisch mit SMA-Steckern, sind die Geschlechter der Anschlusselemente umgekehrt – der männliche Stecker besitzt eine Buchse, der weibliche Stecker einen Pin. Diese Designänderung wurde eingeführt, um den Einsatz in bestimmten Geräten wie WLAN-Routern zu regulieren, da sie nicht mit Standard-Radiofrequenz-Equipment kompatibel sein sollen. Das gilt vor allem in der drahtlosen Kommunikationstechnologie, insbesondere bei WLAN-Geräten, um den direkten Anschluss von Standardantennen zu verhindern.
Die Impedanz von SMB-Steckern liegt bei 50 Ohm und 75 Ohm. Allerdings ist der maximale Frequenzbereich von bis zu 4 Gigahertz deutlich kleiner. SMB-Stecker verwenden außerdem eine Schnappverbindung statt einer Schraubverbindung, die schnelles Verbinden und Lösen ermöglicht. Dies macht sie weniger geeignet für Anwendungen, bei denen eine sehr sichere Verbindung erforderlich ist, wie sie bei SMA-Steckern der Fall ist. SMB-Steckverbinder werden häufig in Anwendungen mit geringeren Frequenzen angewendet, beispielsweise in der Automobilindustrie, in industrieller Elektronik und bei einigen Telekommunikationsanwendungen.
Für Fälle, in denen die Kompatibilität der Anschlüsse nicht gegeben ist, lassen sich SMA-Adapter verwenden. Es gibt SMA-Verbinder beziehungsweise -Kupplungen unter anderem für SMA-Buchsen, BNC-Buchsen und BNC-Stecker sowie N-Buchsen. Zu beachten ist dabei die Art des Gewindes, da sowohl Stecker als auch Adapter mit Außengewinde oder Innengewinde erhältlich sind.
Bei der Beschaffung von SMA-Steckern sollte zunächst der Frequenzbereich beachtet werden. Einige SMA-Stecker sind für Frequenzen bis zu 18 Gigahertz konzipiert, während andere für höhere Frequenzen bis zu 26 Gigahertz oder mehr geeignet sind. SMB-Steckverbinder sind sogar nur bis zu 4 Gigahertz ausgelegt.
Die meisten SMA-Stecker besitzen eine Impedanz von 50 Ohm, dem Standard für die meisten HF-Anwendungen. Es gibt jedoch auch Varianten mit 75 Ohm, die für bestimmte Anwendungen erforderlich sein können. Hinsichtlich der Bauform gibt es SMA-Stecker in verschiedenen Ausführungen, einschließlich gerader und abgewinkelter Stecker sowie Versionen für die Durchführung in Gehäusewänden, sogenannte Chassisbuchsen oder SMA-Einbaubuchsen.
Die Materialqualität beeinflusst die Langlebigkeit und Leistung des Steckers. Hochwertige Materialien wie vergoldete Kontakte bieten eine bessere Korrosionsbeständigkeit und geringere Verluste durch Dämpfung. Sicherzustellen ist die Kompatibilität des SMA-Steckers mit dem Typ und dem Durchmesser des Koaxialkabels. Nur wenn beide Komponenten zueinander passen, ist ein sicherer und belastbarer Anschluss möglich. Dazu zählt auch die Größe und Art der Kabelbefestigung wie Crimp-, Löt- oder Schraubverbindungen. Einige Anwendungen erfordern RP-SMA-Steckverbinder, bei denen die Geschlechter der Anschlusselemente umgekehrt sind.