N連接器的中心議題：

• 快插自鎖 N 型連接器的設計

N連接器的解決方案：

• QLF’S QN設計
• SnapN設計
• HPQN設計

在射頻同軸連接器家族中，應用最廣泛的中功率連接器就是 N 型。普通N 型的工作頻段是DC-11GHz，而精密N 型可以工作到18GHz。傳統的N 型是螺紋連接方式，使用時(shí)不夠便捷并且需要專(zhuān)用工具，一款可以快速連接并且性能出色的快插自鎖的 N 型連接器可以解決這個(gè)問(wèn)題。

1. 設計原則

自從 20 世紀40 年代Paul Neill 在貝爾實(shí)驗室發(fā)明N 型連接器以來(lái)，歷經(jīng)工程師們的不斷改進(jìn)，N 型連接器才達到了現在出色的電氣性能?；诋斍癗 型連接器的性能表現，我們認為QUICK LOCK-N 的設計應該遵循以下兩個(gè)原則：

1) 保持N 型連接器的基本性能，如性能參數、電氣性能、機械性能、防護等級等。
2) 從設備小型化、材料節省的角度出發(fā)，要求連接器的結構要更簡(jiǎn)單小巧。

2. QL-N 發(fā)展沿革

有了以上的設計原則，我們來(lái)研究一下QL-N 設計歷史沿革中陸續出現的三款典型設計，它們分別是QLF’S QN、SnapN 和HPQN。

我們通過(guò)這三種快插N 型與普通N 型的性能對比，從而給代替普通N 型的三種設計一個(gè)評價(jià)。

a) QLF’S QN

1) 2002 版本QLF’S QN （如圖1）


優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現快插、自鎖功能，并有一個(gè)密封圈（Seal Ring）。
存在問(wèn)題：外導體接觸端面有間隙（A1 處），外導體處在不穩定狀態(tài)，使特性阻抗不連續。[page]

2) 2003 版本QLF’S QN （如圖2） 優(yōu)點(diǎn)：利用波浪墊圈 B2 的彈性來(lái)消除接觸端面的間隙，外導體接觸比2002 年版本有改進(jìn)。
存在問(wèn)題：外導體（A2 處）接觸點(diǎn)僅為有限的幾個(gè)點(diǎn)，特性阻抗不連續，高頻性能較差。

3) 2004 版本QLF’S QN （如圖3）
進(jìn)步：由波浪墊圈改為碟形彈簧片 B3，外導體接觸由幾個(gè)點(diǎn)擴展成一個(gè)圈，接觸壓力也有所改善。
存在問(wèn)題：在接觸點(diǎn)處 A3 的特性阻抗仍不能連續，高頻特性仍較差。

最新04 版本的QN 已經(jīng)在一些WIRELSS BASESTATION 應用，但通過(guò)以上分析可見(jiàn)其Spring Lock 設計上的致命缺陷，導致了外導體間阻抗的不連續，從而只能應用在不超過(guò)3GHz 的一些場(chǎng)合。

總體而言，三個(gè)版本的QN 設計實(shí)現了塊插自鎖，這無(wú)疑是一大進(jìn)步；但由于上述兩個(gè)弊病，QN 只能在某些特定的場(chǎng)合替代N 型，而不能實(shí)現對N 的完全替代。[page]

b) SnapN （如圖4）

也許是意識到 QN 的設計缺陷會(huì )導致應用場(chǎng)合的局限，作為有權使用QN 設計的QLF 聯(lián)盟成員之一的ROSENBERGER 并沒(méi)有放棄對QUICKLOCK-N 更佳設計的追求，06 年他們在剛剛加入QLF 后就推出了更新版SnapN 設計，這個(gè)設計的特色是：

1) 這個(gè)設計巧妙地把彈簧片設置在公頭外導體后部，讓公母頭的外導體端面之間實(shí)現剛性接觸，從而達到端面零間隙，完全符合平面接頭的設計原則，使接頭性能得到較大提高，這與QN 把簧片設置在兩外導體端面之間相比，顯然是一個(gè)進(jìn)步。
2) 母頭保留了5/8’’外螺紋，可以跟標準N 公頭相配。

由圖可見(jiàn) SnapN 的公母頭相配后，外導體阻抗是連續的，并且端面之間因彈簧作用而保持接觸壓力， 這樣的設計符合 RF 接頭設計的基本原則，所以較之QN，SnapN 的應用范圍更廣。

但跟傳統的螺紋連接的N 相比，SnapN 還是有局限性。我們知道 SnapN 外導體端面之間的接觸壓力由其彈簧A 提供--ROSERBERGER 提供的數據是30N，根據力的相互作用原理，我們可以知道接頭的結合力也是30N。在某些應用場(chǎng)合，由于粗重電纜的擺動(dòng)，傳導到接頭的作用力很容易超30N，一旦超過(guò)這個(gè)臨界力，外導體端面之間會(huì )發(fā)生瞬時(shí)分離，而影響信號傳輸。那是否能提高這個(gè)臨界力呢？我們知道，彈簧A 對外導體端面提供的接觸壓力與接頭的結合力是等量的，如果我們增加彈簧作用力---比如增加到100N，那意味著(zhù)接頭結合力也達到100N，顯然，匹配一對接頭需要用100N 的力氣是讓人無(wú)法接受的。

另外一點(diǎn)不完美的地方是 SnapN 的外導體是裸露在外部環(huán)境中的，并銑了四分槽，這會(huì )容易導致碰撞變形。從制造成本來(lái)說(shuō)，SnapN跟QN 比沒(méi)有優(yōu)勢，甚至略有超出。

可以看出，由于SnapN 保留了N 型的基本性能和參數，已經(jīng)可以在大多數場(chǎng)合替代N 型。但上述瑕疵的存在表明，要實(shí)現對N 型的完全替代，SnapN 的設計還需要改進(jìn)。

c)  HPQN （如圖 5）

繼 SnapN 之后，07 年Anoison 推出了HPQN 設計，該設計在公頭內嵌入一雙齒環(huán)碟形鎖緊片（如圖6），當公頭和母頭配合后, 固定在公頭上的雙齒環(huán)碟形鎖緊片緊扣在母頭斜面上，其內齒的端面對母頭產(chǎn)生推力作用，使外導體的端面之間緊密接觸，間隙為0。并且雙齒環(huán)碟形鎖緊片相鄰的內齒長(cháng)度有差異，使鎖緊時(shí)內齒停留在母頭斜面的不同圓周上。這種設計利用雙齒環(huán)碟形鎖緊片內齒的彈力和母頭斜面的支撐力，巧妙地實(shí)現了公頭和母頭端面之間的保持力和接觸壓力，并能達到非常好的抗震效果。該設計的力學(xué)原理很簡(jiǎn)單，但是鎖緊片與母頭相對最佳位置的數據需要經(jīng)歷大量的試驗。

我們知道，傳統N 型之所以能達到DC-11GHZ，是因為其接觸界面間隙為零，阻抗連續。Anoison 新設計的HPQN 遵循這一規則，實(shí)現了外導體端面的剛性接觸，達到了接觸端面零間隙的目的，由此保證了阻抗連續，保持了N 型的性能指標。

綜上可見(jiàn)，HPQN 是繼QLF’S QN, SNAPN 之后的最新一代的QL-N 設計，能在各種應用場(chǎng)合全面地替代傳統N 接頭而不犧牲任何性能。但還不能說(shuō)HPQN 一定能成為N 的最終替代者。QL-CONNECTOR 市場(chǎng)的巨大需求，讓制造商在短短的幾年內就陸續推出了三款QL-N 設計，激烈的市場(chǎng)競爭必定促使各廠(chǎng)家不斷加強研發(fā)力度，將來(lái)是否會(huì )有更好的設計替代HPQN，我們拭目以待。