Антенные разъемы SMA, RP-SMA, MMCX,, MHF4

Антенные разъемы SMA, RP-SMA, MMCX, U.FL, MHF4

SMA (RP-SMA), MMCX и U.FL — это три типа разъемов используемых в Wi-Fi-роутерах и LTE антеннах. В этом руководстве мы расскажем, чем они отличаются, постараемся помочь вам выбрать правильно оборудование, чтобы не было несовместимых разъемов (у SMA и RP-SMA очень легко перепутать разъемы «папа»/»мама»).
Довольно много людей не может отличить эти разъемы друг от друга. Даже производители иногда ошибаются и указывают неправильные параметры в описании. При покупке железа с SMA разъемом мы настоятельно рекомендуем дважды проверить описание товара и его фотографии. Если что-то вызывает сомнения, просто поищите datasheet (техническое описание оборудования или изделия).

Описание SMA-разъема

SMA-разъемы были впервые выпущены в 1960 году. Сначала их область применения была ориентирована исключительно на полужесткие кабели диаметром 0,141 дюйма типа RG-402. Данные коннекторы предусматривают использование при параметрах проводника 18 ГГц и 50 Ом. А некоторые прецизионные модели могут функционировать при частоте до 26,5 ГГц. Резьбовое соединение sma-разъема1/4-36 отличается малыми габаритами и прекрасной механической долговечностью. Причем максимальные значения используемых рабочих частот зависят исключительно от типа используемого кабеля.

Сегодня стандартными значениями волнового сопротивления коннектора являются 50 Ом и 75 Ом. А в качестве диэлектрического материала используются полистирол, полиэтилен и фторопласт. В СВЧ диапазоне и для целей измерения параметров гнездовые контакты SMA-разъемов выпускаются из бронзы с золотым или серебряным напылением.

Самостоятельный обжим SMA / RP-SMA

• 05 сентября 2013 в 10:05:45
• Комментарии :
• Просмотров: 45164
• 

Разумеется, для заделки высокочастотного кабеля есть и спец. инструмент, и подробные инструкции, и свои тех. нормативы.
Но придётся обойтись и без кримпера для коаксиального кабеля, и без инструкций на великом и могучем. Учитывая, что у разработанного ещё в 1960-х годах SMA есть отечественный аналог «Тип IX «Град», последнее весьма странно… ну да ладно.

В современных WiFi сетях особую роль играют коаксиальные радиочастотные разъёмы SMA (SubMiniature version A) и RP-SMA (Reverse Polarity SMA). Говоря человеческим языком, в бытовых роутерах используется штекер SMA, то бишь субминиатюрный тип А, причём чаще всего в реверсивном исполнении — RP-SMA. Отличается «папой» с выступающим контактом и внешней резьбой.

Правильный обжим RP-SMA male

Перед началом работ на кабель лучше заранее надеть муфту и термоусадку.

1. Отрезаем всё, кроме центральной жилы. Внешняя оболочка и оплётка срезаются целиком, а полиэтиленовая изоляция — почти до проводника, после чего снимается лёгким скручиванием.

2. Пропаиваем многожильный проводник и одеваем контакт, после чего еще раз пропаиваем через маленькое отверстие для пайки. Теперь контакт можно слегка сжать, но так, чтобы он смог войти в политетрафторэтиленовый диэлектрик на вилке.

3. Устанавливаем вилку, при этом часть разъема с засечками должна зайти под изоляцию и под оплетку на кабеле. Возможно, для этого придется чуть подогреть провод. Зазор в 1-2мм не страшен, главное — закрыть область с засечками.
Кончик центрального контакта должен чуть выходить из вилки.

4. Натягиваем муфту и обжимаем. Если муфта идёт слишком туго, то слегка обтачиваем кабель наждачной бумагой. При отсутствии шестигранного обжима пользуемся обыкновенными плоскогубцами.

5. Ставим термоусадку и радуемся.

Лирическое отступление, или Что мне муки эти дали

Есть у меня в доме область, условно называемая «Коридор Фарадея». Обычный такой коридор, но в нём просаживается любой радиосигнал. Я решил вывести в него одну из антенн роутера.
Для нивелирования потерь на двенадцатиметровом кабеле я использовал антенну TL-ANT2408CL 8 дБи 1.4 вместо штатной.

На левом скриншоте отмечена область с нежелательной просадкой. Синяя сеть оставлена в фильтре для сравнения, на обоих скриншотах у неё характерный зубец в нижней точке.

Как видно из графиков, ощутимого прироста мощности нет, зато желаемого ровного сигнала я добился.

Как неправильно обжать RP-SMA

И прежде всего зачем?

А вот зачем. Если внешняя изоляция кабеля потеряла эластичность, то она остаётся задубевшей даже при нагреве, и нет никакой возможности загнать разъём под оплётку. Способ заведомо неправильный, но на безрыбье…

1. Следя за целостностью оплётки, осторожно обрезаем 13-14мм внешней оболочки.

2. В 3-х мм от края прорезаем полиэтиленовую изоляцию, после чего снимаем, скручивая с небольшим усилием по центральной жиле.

3. Устанавливаем центральный контакт, подпаиваем, аккуратно зажимаем.

4. Одеваем разъём.

5. Оборачиваем оплётку вокруг экрана с насечками, при этом необходимо следить, чтобы отдельные жилы не были запутаны. При соответствующем навыке допустима подпайка.
Далее зажимаем оплётку муфтой.

6. Термоусадка обязательна.
Я использовал несколько разнокалиберных колец и получил очень жёсткую конструкцию.

Как поменять разъем SMA

Некоторые пилоты меняют на компонентах разъемы на те, к которым они привыкли, или которые им просто нравятся. Также приделывают к видеопередатчику пигтейл, чтобы была возможность быстрого съема и замены «косички» от видеопередатчика до разъема антенны.

Пигтейл — простыми словами — удлинитель. Может быть без коннектора на конце (голый провод с одной стороны).

Пример пигтейла

В любом случае, припаивание напрямую к видеопередатчику или монтаж с помощью пигтейла — производительность у этих решений будет одинаковая, никакой способ не хуже другого, поэтому если вы умеете паять, то вам не составит труда припаять контакты к плате или припаять разъемы.

Чтобы поменять разъем RP-SMA на SMA, нужно отрезать под корень старый разъем и откусить кусачками второй разъем на плате передатчика. Если у вас есть фен (не который у жены или девушки, а промышленный для пайки), то им можно легко снять. Хотя, если у вас есть такой инструмент, зачем вам говорить об этом?)

Наверняка вы знаете, что антенна состоит из сигнального провода, коаксила и экранирующей оплетки.

Также оплетка помимо экрана от помех является еще и заземлением антенны. Так что, когда будете припаивать антенну, следите, чтобы не только сигнальный провод был припаян, но и экранирующая оплетка тоже была в прочном соединении с корпусом, ведь это еще и заземление.

Как подготовить и припаять пигтейл (он же удлинитель)

• Нужно отрезать под корень кабель. После этого снимите примерно 5 мм внешней оболочки кабеля.
• Затем разрежьте вдоль 4 мм экранирующей оплетки и заверните ее наверх, чтобы обнажился внутренний пластиковый слой.
• Далее вам нужно удалить примерно 1-2 мм пластика, чтобы обнажился сигнальный провод.
• Примерьте то, что вы зачистили, к месту, куда будете припаивать, и убедитесь, что длина достаточная, а оплетка не соприкасается с сигнальным проводом. Не перепутайте сигнальный контакт с заземлением.
• Теперь начинайте паять сигнальный провод к контакту на плате, а после этого припаяйте оплетку.
• Далее выведите провод с коннектором в удобное место, но подальше от антенн приемника радиоаппаратуры.

Видеопередатчик с пигтейлом

Если не хотите делать удлинитель своими руками, выбирайте заранее видеопередатчик с пигтейлом, сейчас выбор довольно большой, и вы без труда найдете товар, который будет продаваться сразу с удлинителем.

НОВЫЕ ПРОДУКТЫ

WAGO-корпуса IPx8 для клемм — быстро, легко и надежно!

Без шансов на короткое замыкание!

Когда влага угрожает клеммам, корпус WAGO IPХ8 обеспечивает водонепроницаемость электроустановок — быстро, легко и надежно. В гелевом корпусе WAGO используется высококачественный гель Cellpack, не содержащий силикона, что делает этот корпус готовым к использованию в любой отрасли промышленности. Гельбокс WAGO выпускается в шести размерах и совместим с клеммами WAGO серии 2273 и универсальными компактными клеммами WAGO серии 221 для проводников сечением до 4 мм2.

Добработка CC2538 напильником

Прошивка

Первый шаг, это прошивка. Официальная документация рекомендует нам воспользоваться Segger J-Link, которого у меня не было. Зато был Orange Pi Plus, OpenOCD и переходник на UART. В чипе содержится загрузчик, который позволяет прошить чип по UART, но по умолчанию выключен. Потому его надо включить через JTAG.

Инструкция нагуглилась достаточно легко, но ее, как всегда, пришлось доработать немного напильником.

Итак, шаг первый. Ищем любой поддерживаемый OpenOCD адаптер с напряжением 3.3 вольта и подключаем к железке. На модуле распиновка выглядит так:

• JTAG TCK = cJTAG TCK – dedicated TCK pin 47.
• JTAG TMS = cJTAG TMSC – dedicated TMS pin 46.
• JTAG TDI – PB6 (=pin 49)
• JTAG TDO – PB7 (=pin 48)

На отладочной плате присутствует JTAG и распиновка соответствует разъему Segger Jlink.

Я подцепил это дело к гребенке Orange PI. Так как питание было через USB, то питание я к JTAG не подцеплял вообще, на RESET тоже можно забить. Теперь оставалось найти правильные GPIO линии для всех ножек и вбить их в конфиг OpenOCD. У меня получилось как-то так:

Сохраняем и запускаем openocd -f script.cfg, после чего мы можем подцепить как через GDB, так и telnet’ом к работающему OpenOCD.

Сначала я хотел зашить .bin при помощи OpenOCD, но как оказалось с командами для работы с флешем чипа что-то было не то, или я не разобрался до конца. Потому я отаравил две заветные команды, которые включили UART-загрузчик:

Следующим шагом было подключить UART к PA0(RX) и PA1(TX) и воспользоваться прошиватором отсюда:

После окончания прошивки можно было втыкать плату в сервер, где у меня крутился zigbee2mqtt и радоваться жизни.

Настройка Zigbee2MQTT

Тут нам придестя заново запаривать все zigbee устройства с шлюзом и предварительно, если мы до этого пользовались zigbee2mqtt с cc2531 стиком, то поменять в секции advaced конфигурации pan_id и network_key, да и вообще удалить из data все, кроме configuraton.yaml.

Также в конфиг рекомендуют добавить вот такое вот заклинание:

Существенно уменьшающую время отклика устройств.

Строим карту сети

Преимуществом стиков на CC2531/CC2538 является то, что мы можем строить карту сети прямо в HomeAssistant. Я выбрал для себя вот этот вариант. Выглядит шикарно и позволяет быстро оценить топологию сети. С официальным приложением Xiaomi оставалось только гадать на кофейной гуще что и куда не добивает.

Добавляем внешнюю антенну.

На модуле с CC2538 помимо антенны на самой плате был и IPX разъем куда можно подключить через переходник SMA антенну. Только проблема была в том, что по ходу этот разъем висел в воздухе. Переключить антенный тракт на внешнюю антенну можно при помощи паяльника и пинцета.

Вот этот конденсатор надо немного пересадить Чтобы получилось что-то подобное

Исправляем проблему с питанием (добавлено!)

Как мне подсказал в почте Juminu уже после того, как я опубликовал этот пост, на этой плате, известной также как Sanmulink Board есть проблема с питанием из-за криворукости человека, ее рисовавшего. Подробнее можно почитать тут. При питании от кабеля USB c напряжением 5 вольт мы получаем 3.3 вольта там, где должно быть 5V, и где-то 2.7 вместо 3.3 вольт. Из-за этого мы не увидим синего светодиода и это скажется на качестве сигнала.

Было

Чтобы исправить проблему надо отпаять одну деталюшку.

Стало

Итогом стало заметное улучшение качества сигнала, который и так был выше всех похвал и затыкал шлюз от Xiaomi. Даже датчики протечки в подвале, через армированный бетон подцепились напрямую к шлюзу.

Корпусирование

Вместо 3д-печати в этот раз я взял дешевую распаячную коробку 80х80 из Леруа, в которую он отлично влез. Осталось только засверлить немного корпус и закрепить внешнюю антенну.