電気通信、ワイヤレス ネットワーキング、さらには航空宇宙アプリケーションなど、RF (無線周波数) デバイスを扱ったことがある人なら、適切な同軸ケーブルの選択が交渉の余地のないことをご存知でしょう。コネクタの不一致、インピーダンス、または信号損失により、高出力のセットアップがイライラするパフォーマンスの低下につながる可能性があります。 N - TS9 ケーブルのサプライヤーとして、私はよく次の質問を受けます。「当社の N - TS9 ケーブルはレーダー デバイスで使用できますか?」これは公平な質問であり、答えは単純な「はい」か「いいえ」ではありません。真相を解明するには、レーダー システムが何を要求しているのか、N コネクタと TS9 コネクタがどのようにスタックされているのか、そしてケーブルがこれらの特殊なデバイスに適切に適合する (または適合しない) のかを分析する必要があります。
まず、レーダー システムのケーブル配線に何が必要なのかを理解しましょう。レーダーは基本原理に基づいて動作します。つまり、RF 信号を送信し、その信号がターゲット (航空機、気象システム、地上物体など) から反射するのを待ち、信号が戻ってくるまでにかかる時間を測定します。これが正確に機能するためには、信号損失が低いこととインピーダンスが一定であること (ほとんどのレーダー アプリケーションでは通常 50 オーム) の 2 つの譲れない点があります。走行途中で信号強度が低下すると、リターン信号が弱くなり、小さなターゲットや遠くのターゲットの検出が困難になります。また、インピーダンスの不一致により信号の反射が発生し、「ゴーストターゲット」が発生したり、データが歪んだりすることがあります。そのため、レーダー設計者は、同軸ケーブル自体から両端のコネクタに至るまで、あらゆるコンポーネントについて非常に厳選しています。
ここで、N コネクタと TS9 コネクタについて話しましょう。これが N - TS9 ケーブルの中核です。 N コネクタは、高周波アプリケーション (バージョンによっては最大 11 GHz) および長いケーブル配線用に設計された堅牢なネジ付きコネクタです。振動や天候に強いため、固定レーダー基地、海洋レーダー、一部の産業用レーダー システムで使用されており、過酷な環境にも耐えられるように作られています。一方、TS9 コネクタは、4G/5G モデム、ホットスポット、一部のポータブル ワイヤレス デバイスでよく使用される小型のプッシュオン コネクタです。これらはコンパクトで軽量ですが、N コネクタと同じ高出力、高振動、または高周波の要求に合わせて設計されていません。
したがって、すぐに、トレードオフがあります。当社の N - TS9 ケーブルは 2 つの非常に異なるコネクタ タイプを橋渡ししますが、それが自動的にレーダー対応ケーブルになるわけではありません。それがいつ機能するのかから始めましょう。 3 GHz 未満で動作する短距離近接レーダー (パーキング センサーや小型産業レベル センサーで使用) などの一部の低周波レーダー アプリケーションでは、緊急時にこのケーブルを使用する可能性があります。 N 端はレーダーの N ポートと直接接続でき、TS9 端はデバイスの TS9 アンテナ ポートと接続でき、一時的なセットアップ用のクイック ジャンパを作成できます。ただし、ここでもそれは理想的ではありません。TS9 コネクタは、ほとんどのレーダー システムが時間の経過とともに出力する一貫した信号電力を処理できるように設計されていません。何か月も使用すると、プッシュオン接続が緩み、断続的な信号損失が発生し、レーダーが本来の目的に対して信頼できなくなる可能性があります。
問題がさらに複雑になるのは、中周波レーダーと高周波レーダーに注目する場合です。航空管制レーダーや気象レーダーなど、ほとんどの長距離レーダーは 3 GHz 以上、多くの場合最大 18 GHz で動作します。これらの周波数では、コネクタやケーブルの小さな欠陥でも、大きな信号損失を引き起こす可能性があります。 TS9 コネクタは単純にその精度がありません。内部接触が N コネクタほど厳密に制御されていないため、高周波では信号の反射が増加し、損失が許容できないほど高くなります。これらのアプリケーションには、アンテナ ケーブル TNC To Type-N など、レーダーの周波数要求に合わせて構築された他のケーブル アセンブリを使用する方が適しています。アンテナ ケーブル TNC To Type-N は、TS9 よりも高い周波数を処理できるように設計されており、軍用および産業用レーダーのセットアップでよく使用されます。そうは言っても、一部の設計者は、一時的なテスト設定のために N To TS9 ケーブルと一緒にアダプターを使用するかもしれませんが、私たちはそれが長期的な解決策ではないことを常に警告しています。
もう 1 つの重要な要素はケーブルの長さです。すべての同軸ケーブルには信号損失があり、1 フィートあたりのデシベル (dB) で測定されます。レーダーの場合、損失を最小限に抑えることが重要であるため、長距離の配線では、N オス - N オス RG213 ケーブルのような、より太く低損失のケーブルが必要になることがよくあります。このケーブルは、高周波での損失が低いことで知られ、固定レーダー設置では定番となっています。当社の N - TS9 ケーブルは、ゲージが小さいため長いレーダー ケーブルの高出力と周波数に対応できないため、通常は短距離 (10 フィート未満) で使用されます。レーダー設定に小型のポータブル トランシーバーを N ポートに接続する必要がある 5 フィートのジャンパーがある場合、当社のケーブルは短期間のテストには機能する可能性がありますが、やはり恒久的な設置には適していません。
ちょっと待ってください。アダプターの柔軟性についてはどうでしょうか?場合によっては、レーダー システムにはさまざまなコネクタのニーズがあり、設計者はアダプタを使用してセットアップを変更することがあります。たとえば、レーダーに N ではなく SMA ポートがある場合、SMA パネル取り付けカプラーを使用してポートを N に変換し、異なるケーブルとペアリングできるようにします。ただし、どのアダプターも少量の信号損失と潜在的な障害点を追加するため、これらのアダプターも必要な場合にのみ使用されることに注意することが重要です。レーダー設定用のアダプターをお探しの場合、BNC - SMA バルクヘッド同軸アダプターは特定の周波数範囲用のもう 1 つのオプションですが、やはり、最大のパフォーマンスよりも多用途性が必要な特定の短期間のアプリケーション向けです。
また、よくある誤解についても触れておきます。2 つのコネクタが物理的に嵌合するからといって、電気的に互換性があるとは限りません。ここで重要なのはインピーダンスです。 N コネクタは、ほとんどの場合、RF の標準である 50 オームですが、一部の TS9 バリアント、いや、TS9 もほとんどが 50 オームですが、内部構造が高周波に適合していません。たとえ低周波数、レーダー周波数でインピーダンスが一致したとしても、TS9 のプッシュオン設計により信号経路に不連続性が生じ、反射が発生します。そのため、高周波レーダーのセットアップでは、TS9 のようなプッシュオン タイプではなく、N、SMA、または TNC などのネジ付きの高精度コネクタが使用されます。
これらすべてをまとめると、本当の答えは次のとおりです。当社の N To TS9 ケーブルは、常設の高性能レーダー システムに推奨されるプライマリ ケーブルではありません。最大の信号完全性よりも可搬性が重要な、低周波数の短距離レーダー テスト セットアップや一時的な接続に最適です。一貫した高周波性能、長いケーブル配線、過酷な環境への耐久性を必要とするレーダー アプリケーションの場合は、低損失の RG213 や高周波用の TNC - N ケーブルなど、RF レーダーの要求に合わせて特別に構築されたケーブルとコネクタを探す必要があります。
とはいえ、私たちはプロトタイピングやフィールドテストのための柔軟なソリューションを必要とする多くのエンジニアと協力しており、N - TS9 ケーブルはそのニッチを完璧に満たします。小型の TS9 接続トランシーバーを使用し、N ベースのレーダー テスト ポートと接続する必要があるプロトタイプを構築している場合、当社のケーブルは、短期的で重要ではないタスクに使用できます。重要なのは、制限について正直であることです。私たちは、お客様が恒久的なレーダー設定で当社のケーブルを使用し、その用途に合わせて設計されていないコネクタを選択したことに起因する信号の問題で当社を責められることを決して望んでいません。
結局のところ、RF はコンポーネントを目的の用途に適合させることがすべてです。当社の N - TS9 ケーブルは、TS9 デバイス (モデムなど) を N ベースのアンテナまたはテスト機器に接続するように設計されており、4G/5G、IoT、短距離 RF に最適です。ただし、レーダーに関しては、ハードルははるかに高くなります。しかし、それは当社の製品がレーダー開発で役割を果たせないという意味ではありません。単に最終的に配備されるシステムに適さないだけです。
レーダー プロジェクトに取り組んでいて、当社の N - TS9 ケーブルがニーズに適しているかどうかについてご質問がある場合、または RF およびレーダー アプリケーション用に構築された他のケーブル アセンブリ、アダプター、またはカプラーをお探しの場合は、当社がお手伝いいたします。プロジェクトはそれぞれ異なりますが、周波数範囲、電力ニーズ、環境に最適なコンポーネントをご案内します。テスト用の短いジャンパーが必要な場合でも、固定レーダー ステーション用の長いケーブルが必要な場合でも、パフォーマンス、耐久性、コストのバランスが取れた適切なソリューションをご案内します。
レーダーのセットアップに特定の要件がある場合は、ためらわずにお問い合わせください。当社のチームは RF ケーブル配線で長年の経験があり、周波数範囲に関係なく、システムのスムーズな動作を維持する情報に基づいた選択をお手伝いします。
参考文献
- RF コネクタの基礎: インピーダンス、周波数、およびアプリケーション ノート。 IEEE マイクロ波理論および技術協会、2022 年。
- RF システムの同軸ケーブル信号損失の計算。 ARRL株式会社、2021年。
- RF 相互接続コンポーネントの軍事規格 (MIL-STD-1574)。米国国防総省、2020 年。
- 「レーダーおよび航空宇宙アプリケーションのコネクタ互換性」。マイクロ波ジャーナル、vol. 64、いいえ。 8、2021、48-52ページ。
- 高周波 RF 用のプッシュオン コネクタとネジ付きコネクタ。ワイヤレスの設計と開発、2022 年。
