5G 的頻段延伸到毫米波頻譜，使得射頻連接器的電氣、機械和環境特性在整體性能中更加重要。為了應對不斷變化的市場需求，在5G推出的推動下，強生一直在積極推出多項新產品，以支持更高頻率和更小的尺寸。

　　5G來了

　　5G已經到來，運營商宣布計劃在2018年底試用和推出服務，并計劃于5年開始全面推出2020G網絡。業界正在為此次發布做準備，高通等設備制造商發布了5G調制解調器(Snapdragon)，測試設備制造商更新了他們的產品組合，華為，諾基亞和愛立信等多家公司致力于天線和波束成形技術，以實現5G的MIMO功能。在 5G 技術的各個領域，射頻連接器無處不在，毫米波頻率的需求對其制造精度提出了關鍵要求。蜂窩網絡的普遍性也給這些連接器的成本帶來了下行壓力，這些連接器的使用歷來僅限于軍事和航空航天應用。50 多年來，Johnson 連接器一直處于射頻應用的前沿，并支持前幾代無線網絡。在本文中，我們將介紹 5G、它對連接器技術的要求以及約翰遜如何通過推出新產品來應對。

　　5G的部署是由越來越多的需要高帶寬互聯網接入的設備推動的，這給現有網絡帶來了壓力。5G將通過使用從低于1GHz到最終26GHz頻段及更高的頻率來解決這個問題。5G使用的總帶寬將大大超過4G和以前的無線網絡技術使用的頻譜量。

　　5G 頻譜分配

　　頻譜分配由每三至四年舉行一次的世界無線電通信大會決定。WRC-19將于29年22月2019日至5月24日在埃及沙姆沙伊赫舉行，但與此同時，正在就28G頻譜達成一致，預計載波頻率為38、1和2083 GHz。在這些頻率下，延遲也將極低，ITU-R規范M.16 [1]的目標不到<>m秒。

　　從規范可以看出，5G寬帶連接預計將提供高達20 Gbps的下行鏈路速度和低至1毫秒的延遲.5G還將使通過無線系統傳輸的數據量逐步增加，因為在指定用于5G的更高頻率下提供更多帶寬。

　　圖1：5G技術要求（來源GSMA）

　　用例和大規模物聯網

　　電信行業已開始將其稱為大規模物聯網(MIoT)，而ITU-R IMT-2020(5G)包括三個主要用例類別：增強型移動寬帶(eMBB)、大規模機器類型通信(mMTC)和超可靠和低延遲通信(URLLC)。分配給 5G 網絡的頻譜將分為 3 個頻段，與用例類別一致，如圖 2 所示。

　　每個用例類別中的應用將有不同的要求，5G的增強網絡管理功能(包括網絡切片)將使運營商能夠提供針對應用量身定制的服務。例如，自動駕駛汽車將需要極快、低延遲的連接來支持實時導航。另一方面， 許多物聯網傳感器以周期性的突發方式傳輸數據，不需要高速， 因此較低的服務等級將是合適的.

　　分配給5G的更高頻率及其相應的短波長將允許使用更小的天線，允許使用大規模MIMO技術來增加無線連接的容量，而無需更多頻譜。雖然這意味著需要更多的5G基站來提供預期的覆蓋范圍，但它們將在每個基站內利用多個天線，使5G每米支持的設備比1G多000多個。相應地，4G網絡將能夠以高精度和低延遲向更多用戶發送超快數據，從而滿足MIoT等新興無線應用對高速數據日益增長的需求。

　　毫米波區域

　　為頻譜的毫米波區域設計RF器件帶來了許多機遇和挑戰。如上所述，更高的頻率可實現更小的天線，從而使每個基站能夠實現更多。納米CMOS等技術的發展正在大幅減小許多連接到5G網絡的設備(例如物聯網傳感器)的尺寸，并提高天線密度。這導致基站組件的尺寸相應減小。這些更高的速度、更大的帶寬、更大的密度和更小的尺寸的趨勢對連接器技術提出了特定的要求，在毫米波頻率下，連接器技術對任何電子設備或系統都至關重要。

　　射頻連接器必須將電磁能量從一條傳輸線傳輸到另一條傳輸線，同時確保最小的損耗和反射，因此其設計的精度至關重要。

　　5G 射頻連接器設計注意事項

　　隨著對更高頻率、更小尺寸、獨特接口和更好性能的推動，射頻連接器設計必須滿足基于幾何形狀、尺寸和傳輸特性的限制，同時確保連接器阻抗與傳輸線其余部分的阻抗相匹配。隨著頻率的增加，保持阻抗變得更加復雜;射頻連接器的電氣、機械和環境特性在確保其性能方面都起著至關重要的作用。

　　關鍵電氣特性包括阻抗(通常為 50 歐姆)、駐波比、PIM(無源互調失真)和最大頻率。VSWR特別重要，它決定了連接器將反射多少電磁波，從而導致信號丟失。VSWR會隨頻率而變化，但在給定的頻率范圍內可以保持平線值，例如1.3：1至40 GHz。

　　機械特性，如嚙合/分離力、耦合螺母扭矩、觸點固定和耐用性(插拔次數)對于保證連接的穩定性同樣重要。由于未對準而導致的連接意外間隙會導致連接的電氣特性發生劇烈變化(圖 3)。

　　圖 3：RF 連接器對齊

　　最后，工作溫度范圍、防潮性和耐腐蝕性等環境特性必須與連接器的部署條件相匹配。

　　5G 連接器解決方案

　　鑒于5G網絡密度的趨勢，連接器尺寸是一個總體參數。4.2 mm SMA 連接器在射頻實現中已經很成熟，現在隨著頻率的增加和模塊尺寸的縮小，超小型變體變得越來越普遍。表 1 顯示了當前使用的一些主要連接器類型。5G應用的設計將需要各種高頻連接器和適配器類型，擴展到適配器、多端口聯動解決方案和電纜組件。

　　憑借 50 多年的行業經驗，Johnson 提供全球市場上最全面的射頻連接器系列之一，并一直在利用其經驗和資源開發和擴展其產品范圍，以滿足 5G 市場不斷變化的需求。約翰遜廣泛的 50 歐姆 SMA 連接器額定頻率高達 26.5 GHz，提供黃銅或不銹鋼材質，支持多種配置，包括 PC 板安裝(通孔和表面安裝)、末端發射、隔板法蘭安裝座和電纜。

　　為應對不斷變化的市場需求，在5G推出的推動下，莊臣一直在積極推出多項新產品，以支持更高頻率和更小的尺寸，包括：

　　高達 2 GHz 的 92.40mm 系列

　　高達 2 GHz 的 4.50mm 系列

　　高達 1 GHz 的 85.67mm 系列

　　SMP 系列擴展高達 40 GHz

　　SMPM 系列擴展高達 65 GHz

　　聯動 SMP 4 端口，頻率高達 40 GHz

　　莊臣在美國和中國設有銷售、設計和制造中心，非常適合支持新興 5G 市場的需求，并將繼續投資于其產品組合，以支持 5G 網絡的新興需求。