Conector de antena

Los conectores de antena son conectores de radiofrecuencia que generalmente se fijan o alojan dentro de equipos de radio. Facilitan la conexión mecánica y eléctricamente segura de una antena, ya sea por cable o directamente a un dispositivo de radio. Cuando se integra dentro de un dispositivo de radio, el conector de antena  forma un puerto para recibir el conector de antena compatible (enchufe). Son frecuentes en redes inalámbricas, GPS y dispositivos celulares para la conexión de antenas externas compatibles. Un conector de antena puede montarse en PCB o en panel en dispositivos como enrutadores o estaciones base. Los conectores de antena también solían ser una característica en muchos modelos de teléfonos celulares, a menudo ocultos detrás de un enchufe de goma.

• Las tarjetas inalámbricas Mini-PCI tienen MMCX, U.FL o MHF4. MHF4 es el tipo más nuevo y es el conector de RF más pequeño. Los conectores MMCX proporcionan una conexión más fuerte a las antenas que los conectores U.FL (menos pérdida de señal) y MMCX es menos frágil que U.FL: los conectores UFL son más propensos a salirse de la tarjeta miniPCI.
• Cables con conectores U.FL, los conectores MMCX, MHF4 y H.FL le permiten conectar cualquier antena a una Tarjeta miniPCI
• Las tarjetas inalámbricas Mini-PCI tienen conectores U.FL, MHF4 o MMCX. Los routers WiFi tienen conectores RP-SMA.
• Los dispositivos LTE de consumo tienen  conectores SMA.
• Las imágenes están vinculadas a categorías de cable con muchas opciones para cada tipo:

Añade una antena mejorada para aumentar enormemente el alcance de tu router WiFi u otro dispositivo WiFi.

La mayoría de las tarjetas inalámbricas tienen un conector de antena RP-SMA (hembra), para conectar una antena externa para aumentar su señal. Todos los adaptadores USB Alfa de nuestro sitio tienen un conector hembra RP-SMA.

Si la distancia a la  antena del punto de acceso inalámbrico es de más de 300 pies, debe considerar actualizar su antena externa. Sin una antena externa mejorada, es posible que a veces tenga problemas con la señal que se desvanece. Para colocar la antena en la mejor posición para la línea de visión directa: Utilice una carcasa exterior para que el adaptador WiFi USB y los cables de extensión USB lleguen desde la carcasa a su PC.

¿Qué es un conector?

Un conector de radiofrecuencia siempre formará la parte fija de la conexión que realiza, independientemente de su género. Forma una conexión acoplada con un enchufe.

Tradicionalmente, los enchufes son hembra y los enchufes son macho, pero no siempre es así.

Tipos clave de conector de antena

Los conectores de antena varían según el tipo de conector de radiofrecuencia y deben usarse con un enchufe del mismo tipo de conector. Se debe tener cuidado al conectar antenas a través de conectores de polaridad inversa como se explora a continuación. Cuando se acopla correctamente, el conector forma un conducto robusto y adaptado a la impedancia para que la energía de radiofrecuencia se conduzca entre la antena y el dispositivo de radio con una pérdida de señal o interferencia mínima. Los conectores están disponibles para cada tipo de conector de radiofrecuencia, pero a continuación describimos los principales tipos comúnmente utilizados en redes inalámbricas y celulares:

[A] Conector de antena U.FL

Este conector en miniatura producido por la empresa japonesa Hirose puede soportar conectividad inalámbrica con un rango de frecuencia entre CC y 6 GHz. Este conector de montaje en superficie ultrapequeño  tiene un perfil extremadamente bajo, con una altura acoplada de solo 2 mm. Esto lo hace ideal para su uso en aplicaciones de espacio crítico, ya que generalmente se solda a placas PCB para proporcionar una conexión para tarjetas PCI inalámbricas.

El conector de antena U.FL es un conector coaxial macho con una interfaz de acoplamiento de poco más de 7 milímetros cuadrados (0,01 pulgadas cuadradas) y pesa 15,7 mg. El conector de antena lleva un pin interior que está hecho de bronce fosforado rodeado por un aislante de tereftalato de polibutileno (PBT) recubierto de polímero de cristal líquido (LCP). La carcasa del conector también está hecha de bronce fosforado.

Se acopla con su enchufe complementario mediante un mecanismo de presión, que tiene una sensación de clic táctil cuando se conecta correctamente y está clasificado para solo 30 ciclos de acoplamiento. Los conectores de antenas U.FL forman una conexión mecánica y eléctricamente sólida con el enchufe, generalmente hembra, que lleva un receptáculo que se encaja en la cabeza bulbosa del pin macho. El enchufe hembra generalmente se conecta a un cable coaxial de 1,32 mm en un conjunto de coleta. La conexión totalmente acoplada tiene una impedancia de 50 Ohm con una ROE de 1,3 y una tensión máxima de 200 V.

Consulte la lista de todos nuestros artículos sobre cables y conectores U.FL.

[B] Conector de antena MMCX

Los conectores coaxiales microminiatura son conectores microminiatura contemporáneos que forman una conexión a presión segura y resistente a la intemperie clasificada para 500 ciclos de acoplamiento con baja pérdida de señal. La conexión también permite una rotación de 360 grados alrededor de su eje longitudinal, lo que la hace práctica para una conexión confiable, repetible y rápida de antenas en una variedad de aplicaciones inalámbricas, incluidas WiFi, telecomunicaciones, comunicaciones satelitales y GPS.

Los conectores de antena MMCX suelen estar montados en PCB y pueden montarse en el borde, en el orificio pasante o en la superficie. Estos conectores también están disponibles en una variedad de configuraciones, incluidas las de ángulo recto, recto y bulkhead. Un conector de antena MMCX suele ser un zócalo de PCB hembra con un aislante de PTFE. Se fabrica con un cuerpo de latón con contactos de cobre berilio que pueden estar chapados en oro. Una junta de caucho de silicona ayuda al conector a formar un sello impermeable.

Los conectores de antena MMCX tienen una impedancia nominal de 50 ohmios con un rango de frecuencia que abarca de CC a 6 GHz. Estos conectores tienen una tensión nominal de 170 voltios y una ROE de 1,25, según el fabricante.

[C] Conector de antena MHF4

El conector de radiofrecuencia microminiatura IPEX MHF4 es el más pequeño del mundo. Su altura acoplada es de solo 1,2 mm (0,047 pulgadas), lo que lo convierte en un perfil extremadamente bajo. Está desarrollado para su uso con microcoaxial en entornos compactos y, por lo tanto, su uso está muy extendido en dispositivos de radio inalámbricos, celulares y GPS. Es una ventaja particular en las aplicaciones de IoT, ya que se integra fácilmente y ofrece un buen rendimiento de la señal. A pesar de su pequeño tamaño, el conector MHF4 es capaz de soportar frecuencias de hasta 6 GHz. Al igual que el conector U.FL, el conector MHF4 macho  sirve como conector y tiene un  pin central de bronce fosforado plateado u dorado. El cuerpo del conector está hecho de PBT recubierto de LCP con un contacto a tierra chapado en oro. El enchufe hembra se acopla con el conector con una aplicación de presión que está clasificada para 30 ciclos de acoplamiento. El conector MHF4 también es compatible con el conector Murata HSC MXHP32 que tiene dimensiones similares. Algunas versiones de este conector tienen una función de bloqueo que ayuda a mantener la fuerza de acoplamiento de la conexión. El perfil eléctrico del conector MHF4 incluye una impedancia de 50 ohmios, un voltaje máximo de 60 voltios y una ROE de 1,3. Los conectores MMCX proporcionan una conexión más fuerte a las antenas que los conectores U.FL (menos pérdida de señal) y MMCX es menos frágil que U.FL: los conectores UFL son más propensos a salirse de la tarjeta miniPCI.

[D] Conector de antena H.FL

Este conector de Hirose Electric Group forma parte de un sistema de cable a placa que puede soportar frecuencias de hasta 3 GHz. Al igual que otros conectores en miniatura, el conector H.FL tiene una impedancia de 50 ohmios y ofrece conectividad de baja pérdida con una ROE de 1,3. La altura acoplada del conector es de 3,0 milímetros (0,11 pulgadas). Puede soportar un voltaje máximo de 300 voltios. El enchufe se conecta al conector montado mediante un mecanismo de presión, lo que proporciona una sensación de clic táctil cuando se acopla correctamente. Está clasificado para 30 ciclos de conexión y desconexión. Su bajo perfil significa que este conector se ubicará internamente dentro de una gama de dispositivos de radio y tiene compatibilidad con otros tipos de conectores. Al igual que con otros conectores en miniatura, el conector es un conector macho con una clavija interior de bronce fosforado, una carcasa de plástico negro y un contacto de tierra de bronce fosforado.

[E] Conector de antena SMA

El conector A de la versión Subminiatura es un tipo más grande de conector de radiofrecuencia que se encuentra comúnmente como punto de conexión para antenas y otros componentes en enrutadores y estaciones base para comunicación celular y conectividad WiFi. Los dispositivos LTE de consumo tienen conectores SMA. Tiene una impedancia de 50 ohmios y puede soportar frecuencias de hasta 18 GHz con baja pérdida de señal y un VSWR bajo. El uso generalizado de los conectores SMA se debe a la robusta conexión roscada y resistente a la intemperie que forman, que tiene un rendimiento eléctrico y mecánico demostrable. Está clasificado para 500 ciclos de acoplamiento. Un conector de antena SMA consta de un conector hembra en forma de barril con roscas externalizadas y un receptáculo interno que recibe el pin macho cuando se acopla. Los conectores suelen estar hechos de acero inoxidable o latón y pueden ser chapados en oro o níquel. El aislante que rodea el contacto interno de cobre berilio está hecho de teflón. El enchufe macho SMA, que contiene un pasador interior, se atornilla a este conector y se aprieta mediante una tuerca hexagonal en su carcasa. Los conectores SMA están disponibles en una amplia gama de configuraciones, incluyendo montaje en panel, mamparo, brida de 2 orificios y orientaciones en ángulo recto.

[F] RP-SMA

Los routers WiFi y las estaciones base suelen llevar el conector SMA de polaridad inversa. Inventado en la década de 1990, este conector es una variante del conector SMA discutido anteriormente, pero difiere en que tiene un pin interno en lugar de un receptáculo en su interfaz de acoplamiento. Esta inversión de género o polaridad invertida se ideó para evitar que las antenas de conector SMA de alta ganancia se conectaran a la tecnología inalámbrica de consumo, lo que podría causar interferencias y daños. Aunque es posible forzar una conexión física entre un conector RP-SMA y un conector SMA, la creación de una conexión eléctrica viable resulta imposible. Estos conectores tienen el mismo tamaño, fabricación y acoplamiento roscado de los conectores SMA, pero solo difieren en el conector que lleva un pasador. También tienen un rendimiento robusto y confiable, clasificado para 500 ciclos de acoplamiento, con un rango de frecuencia de CC a 18 GHz, impedancia de 50 ohmios y VSWR de 1.3.

¿Por qué son importantes los conectores de antena?

La inclusión de un conector de antena dentro o sobre un dispositivo significa que se puede conectar fácilmente una antena externa, con una interferencia mínima con la radio. Los conectores de antena para este propósito se encuentran a menudo en Bluetooth, Lora o ZigBee nodos y chipsets para este propósito. Incrustar antenas directamente en una placa de circuito impreso puede ser un desafío, ya que la electrónica circundante, la orientación de la antena e incluso el grosor de la placa de circuito impreso pueden afectar su rendimiento. Es una tarea técnica, pero si se ejecuta bien, se puede agregar un conector de antena en miniatura a un enrutador WiFi que tenga una antena impresa existente. Esto permite añadir una antena WiFi externa para aumentar la cobertura, a través, por ejemplo, de un Cable flexible de U.FL a RP-SMA.

El uso de una antena externa se puede realizar para proporcionar conectividad inalámbrica para el dispositivo porque una antena interna no está integrada o para mejorar la conectividad inalámbrica existente del dispositivo de radio.

Los conectores de antena también son ventajosos, ya que proporcionan un medio para conectar antenas más grandes o antenas con características específicas (como la directividad) que proporcionarán una mayor ganancia para una mayor cobertura y mejores velocidades de transferencia de datos. Una antena externa se puede ubicar a una distancia de la computadora o dispositivo al que está conectada para una mejor recepción. Si la distancia a la antena del punto de acceso inalámbrico es de más de 300 pies, debe considerar actualizar su antena externa. Agregar una antena mejorada aumenta enormemente el alcance de su enrutador WiFi u otro dispositivo WiFi. Sin una antena externa mejorada, es posible que a veces tenga problemas con la señal que se desvanece.

Cuando se conecta una antena más grande a un conector de antena montado en PCB, se puede utilizar un adaptador flexible para facilitar la conexión de la antena con un tipo diferente de conector y proteger el frágil conector en miniatura de repetidos ciclos de acoplamiento que podrían dañar la PCB.

Conectores de antena para instalación en placas de circuito impreso (PCB)

La conexión de un conector de antena a una placa de circuito impreso requiere la misma consideración y planificación que se necesita para colocar una antena integrada. Los conectores integrados generalmente se encuentran en las esquinas o bordes de una PCB con un manejo cuidadoso de la impedancia, el rastro de la antena (de la antena conectada), los planos de tierra y el blindaje o aislamiento de los componentes electrónicos circundantes.

• La impedancia debe ser de 50 ohmios entre el módulo de radio, el conector de antena, la traza o coaxial de PCB y la antena, pero existe la posibilidad de que la impedancia del circuito de radiofrecuencia varíe de 50 ohmios en la configuración práctica. Para ello será necesario ajustar la impedancia de la antena para optimizar la calidad de funcionamiento en las bandas de transmisión y recepción requeridas.
• La ROE del circuito general debe mantenerse lo más baja posible, idealmente por debajo de 2.0.
• Si hay una proximidad entre el conector y otros componentes, puede haber interferencia bidireccional entre el conector y los circuitos circundantes.
• Las antenas internas de la placa de circuito impreso necesitarán aislamiento por distancia (al menos 20 milímetros de otros componentes si es posible) o tener diferentes polarizaciones de las antenas externas e integradas.

Instalación de Conectores de antena en placas de circuito impreso

Se puede conectar un conector de antena a una placa de circuito impreso con soldadura. Una vez que se planifique la posición del conector, derrita la soldadura en la placa. Si manipula un conector en miniatura montado en superficie como el conector U.FL, manéjelo con pinzas e inspeccione sus almohadillas laterales y de entrada, que se convertirán en puntos de fijación. Estos son los puntos de conexión mecánica y eléctrica y deberán soldarse. En el caso de los conectores SMA o RP-SMA, se pueden deslizar en su lugar en la placa de circuito impreso. Estos conectores montados en el borde tienen 5 puntos de conexión que deberán soldarse. 4 son mecánicos o de tierra y uno es eléctrico. Los conectores SMA deben soldarse generosamente, ya que pueden ser arrancados por la antena adjunta si no están firmemente fijados. Alternativamente, los conectores montados en orificio pasante se pueden colocar más centralmente en una tabla con mayor estabilidad mecánica en las estacas. Requerirán una soldadura similar en sus 5 puntos, cuidando que se cree una buena conductividad eléctrica entre el conector y la placa.

Conectores de antena RP-SMA y U.FL para placas de circuito impreso

Los conectores RP-SMA y U.FL se conectan comúnmente a PCB para admitir la conexión de antenas externas. Si el conector RP-SMA más grande está integrado dentro de un dispositivo, debe instalarse cerca del borde de la carcasa del dispositivo. El conector se puede asegurar a través de un mamparo. Los conectores U.FL están diseñados para usarse con un enchufe flexible que termina con un tipo de conector más grande (SMA, antena TNC, tipo N) o antena. Las antenas de PCB y las antenas de cable simple también se pueden conectar a través de un U.FL.

Conectores de antena para tarjetas inalámbricas mini PCI

Los conectores de antena en miniatura son un componente crítico de las tarjetas PCI y PCI Express (PCIe). Las tarjetas inalámbricas Mini-PCI llevan conectores U.FL, MHF4 o MMCX. Estas tarjetas agregan o mejoran la capacidad de red inalámbrica de una computadora o computadora portátil y se conectan a través de un puerto en la placa base de la computadora. Estas tarjetas vienen completas con múltiples antenas externas (para la diversidad espacial) generalmente conectadas a través de conectores RP-SMA.

Las tarjetas PCIe de LAN inalámbrica integrada también pueden tener antenas conectadas a través de conectores U.FL o conectores microminiatura equivalentes. Los cables de la antena generalmente se conectan a los conectores U.FL o MHF4 principales y auxiliares de la tarjeta.

Conectores de antena para adaptadores inalámbricos USB

También se pueden agregar conectores de antena a los adaptadores WiFi USB para permitir que se conecte una antena externa. Si un conector SMA es demasiado frágil, se puede reemplazar con la soldadura de un tipo de conector más grande como TNC o tipo N. La mayoría de las tarjetas inalámbricas tienen un conector de antena RP-SMA (hembra), para conectar una antena externa para aumentar su señal. Todos los adaptadores USB Alfa de nuestro sitio tienen un conector hembra RP-SMA.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el mejor cable coaxial para antenas de PCB?

Los conectores IPEX MHF4, U.FL y H.FL se conectan con frecuencia a cables microcoaxiales de 1,13 y 1,32 mm para antenas de PCB. La longitud del cable debe mantenerse al mínimo (menos de 150 milímetros o 5,9 pulgadas) para limitar la pérdida de señal junto con él y debe estar bien conectado a tierra. Se debe evitar el bucle o la torsión del cable, ya que la energía de radiofrecuencia transmitida puede crear un campo magnético que cause interferencias. Idealmente, el cable coaxial debe estar aislado de otros componentes emisores en el dispositivo electrónico.

En conclusión

Los conectores de antena son un componente crítico en los dispositivos electrónicos inalámbricos. Intercambiar o agregar conectores de antena es un proyecto sencillo para impulsar la conectividad de una variedad de dispositivos de radio WiFi, celulares y GPS. La selección e instalación adecuadas de conectores subminiatura, miniatura y microminiatura facilitan la conexión de antenas externas para aumentar el alcance y el rendimiento.

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