EMC村の民
~iNarte EMCエンジニアへの道~
その他

同軸コネクタの種類と違い

高周波コネクタ

 

EMC試験では、同軸ケーブルでアンテナや計測器を接続しノイズレベルを測定します。

この同軸ケーブルですが、測定に要求される周波数帯域によって使用できるものと使用できないものがあります。

 

では、使用可否は何によって決まるのか?

それが同軸コネクタです。

同軸コネクタは種類によって周波数帯域が制限されるので、測定帯域によって最適なコネクタを選定する必要があります。

 

今回の記事では、同軸コネクタの種類とそれぞれの特徴について紹介します。

 

 

同軸コネクタの周波数帯域

EMC試験でよく使用する同軸コネクタとして、以下のものが挙げられます。

  • BNCコネクタ
  • N型コネクタ
  • SMAコネクタ
同軸コネクタ_形状別 同軸コネクタ 参照:同軸コネクタ.com

 

さらに高い周波数帯(マイクロ波、ミリ波)などになってくると、さらに別のコネクタが存在しますがEMC試験では使用しません。

 

それぞれの同軸コネクタの周波数帯域を並べると図のようになります。

同軸コネクタ_周波数帯域周波数帯域一覧 出典:キーサイトテクノロジー

 

何気なく使用している同軸コネクタですが、種類によって特性が大きく異なることがわかります。

 

 

BNCコネクタ

伝導エミッション試験などの低周波のEMC試験でよく使用されるコネクタです。

ツイストロック機構によって接続が容易なことが特徴です。

EMC試験以外でも、一般の計測器、カメラ、オシロスコープなどで使用されているので目にする機会が最も多いコネクタですね。

 

周波数帯域は「DC~2GHz」となっていますが、EMC試験では 1GHz以上の周波数帯で使用することはありません。

1GHz以下の放射エミッション試験用として、BNCコネクタを使用していることはどの試験所も恐らくないと思います。

 

また注意点としては、50Ω系コネクタと75Ω系コネクタが存在します。

お手持ちのコネクタがどちらかわからない場合は、絶縁体の形状を確認してどちらのコネクタなのか確認しましょう。

BNCインピーダンス違いBNCコネクタの50Ω系と75Ω系の違い 出典:同軸コネクタ.com

 

ちなみに、言わずもがなEMC試験用は50Ω系コネクタです。

(75Ω系コネクタはビデオ信号の伝送に使用されるものです)

 

 

N型コネクタ

1GHz以下の放射エミッション試験でよく使用されるコネクタです。

放射エミッション用のアンテナの出力のほとんどはN型コネクタです。

 

ログペリアンテナログペリアンテナ 出典:ネクステム

 

N型コネクタは嵌合部が大きいので機械的強度があり、かつある程度の電力を伝送できます。

周波数帯域は最大 18GHzまで可能となっていますが、経験的には 6GHz以下で使用することが多いです。

(とはいえ、~18GHzのダブルリッジドガイドホーンアンテナの出力コネクタもN型なので6GHz以上で使用しても、問題のないでしょう)

 

BNCコネクタと同様に、75Ω系のN型コネクタが存在します。

N型コネクタの場合は中心導体の形状で見分けます。

75Ω系のコネクタは50Ω系と比較して、中心導体が細くなっていますので注意深く確認してみましょう。

 

 

SMAコネクタ

主に1GHz超の放射エミッション試験で使用されるコネクタです。

アンテナには使用されていませんが、プリアンプの入出力などで使用されています。

プリアンプGHz用プリアンプ 出典:ネクステム

 

もともとはマイクロ波帯の通信機に使用されていたもので、接続時にトルクレンチで締結することが特徴です。

手間はかかりますが接続の信頼性が高く、かつ18GHzまでの高周波で使用することができます。

 

SMAコネクタと似たものに「3.5mmコネクタ」と「2.94mmコネクタ」があります。

3.5mm_2.92mm3.5mmコネクタと2.92mmコネクタ 出典:キーサイトテクノロジー

 

どちらも高精度な測定が要求される個所に使用されていますが、SMAと接続互換になっているので、気づかずにSMAコネクタと接続しまうことがあります。

異種コネクタの接続はコネクタにダメージを与え、故障の原因となるため注意しましょう。

 

3.5mmコネクタは見た目はほとんどSMAコネクタと同じですが、内部の絶縁体が空気になっています。

EMIレシーバの入力コネクタもSMAコネクタではなく、3.5mmコネクタが使用されています。

 

2.94㎜コネクタは40GHzまで使用することができるので、FCC規格の試験をする場合などで使用するかもしれません。

一般的なEMC試験ではあまり目にする機会はありませんが、一応注意を払っておきましょう。

 

 

おわりに

それぞれの同軸コネクタの特徴を紹介しました。

まずは周波数帯域ごとに使い分ける。

そのうえで、各コネクタの注意点を理解することが大切です。

EMC試験と同軸コネクタは切っても切れない関係にあるので、正しい知識を習得しましょう。

 

今回は以上です。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。

 

ABOUT ME
エンジャー
EMCやノイズ対策に関する情報発信を日々行っています。 ( iNarte EMC Engineer、第一級陸上無線技術士)

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