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Digi-Key nennt Kriterien für die Auswahl

Welcher HF-Steckverbinder ist der richtige?

Stecker umgekehrter Polarität
Eine Besonderheit: Steckverbinder mit umgekehrter Polarität (RP). Diese sind in verschiedenen Leiterplattenausführungen sowie Kabelanschlussoptionen erhältlich.
© Würth Elektronik

Hochfrequenz- (HF) Steckverbinder und die dazugehörigen Koaxialkabelkonfektionen stehen in unterschiedlichen Varianten zu Verfügung, wie SMA, SMB, SMP, MMX und MMCX. Wie sich diese voneinander unterscheiden, zeigt Digi-Key anhand von Komponenten des Herstellers Würth Elektronik auf.

HF-Steckverbinder, die wie der BNC-Stecker mit Bajonettverschluss seit vielen Jahren zum Einsatz kommen, stoßen heute wegen ihrer physischen Masse und Performance an Grenzen. Aktuelle HF-Stecker eignen sich für höhere Frequenzen, benötigen weniger Bauraum sowie dünnere Koaxialkabelkonfektionen.

Zu den fünf gängigsten HF-Steckverbindern gehören die Ausführungen SMA, SMB, SMP, MMX und MMCX, alle mit der üblichen HF-Impedanz von 50 Ω. Im Gegensatz zu den 17 mm Durchmesser des BNC-Steckverbinders haben diese Steckverbinder-Typen einen deutlich kleineren Durchmesser, der im Bereich von rund 5 mm liegt. Jeder HF-Steckverbinder-Typ bietet dabei eine andere Kombination aus elektrischen und mechanischen Eigenschaften.

Um die HF-Steckverbinder miteinander zu vergleichen, ist es wichtig, vorab die Terminologie in Bezug auf die Anschlüsse zu klären:

Ein Steckverbinder ist im Prinzip der Metallanschluss, der je nach Bedarf gesteckt und getrennt werden kann, während das Kabel die Koaxialverbindung darstellt, die aus einem inneren Kupferleiter, einem Abstandsdielektrikum, einer äußeren Abschirmung und einer Isolierung besteht und an der der Stecker befestigt ist. Eine Kabelkonfektion beschreibt die Kombination eines Kabels mit einem Steckverbinder an einem oder beiden Enden.

In der Umgangssprache wird jedoch oft der Begriff Kabel anstelle von Kabelkonfektion verwendet, und die tatsächliche Bedeutung ergibt sich meist aus dem Kontext.

Obwohl es sich bei Steckverbindern um passive Komponenten handelt, die keine Signalverarbeitung oder -verstärkung bieten, sind sie wesentliche Elemente in fast jedem Produktdesign. Der ideale Steckverbinder bietet kritische mechanische Eigenschaften wie bequemes Stecken und Trennen sowie mechanische und elektrische Integrität. Wichtig ist, dass er dabei möglichst elektrisch unsichtbar bleibt, ohne DC-Widerstand oder HF-Impedanz-Diskontinuitäten. Die Herausforderungen bei der Entwicklung, Herstellung und Verwendung von Steckverbindern steigen mit der Betriebsfrequenz. Da sich ihre erforderliche Betriebsfrequenz in den HF-Bereich, in und über den Gigahertz-Bereich ausdehnt, wird ihre mechanische Konstruktion notwendigerweise immer präziser, mit vielen kritischen Leistungsmerkmalen und Parametern.

Klassische Steckverbinder wie der BNC (Bayonet Neil-Concelman), der in 50-Ω- und 75-Ω-Versionen (letztere für Video und TV) erhältlich ist, sind seit vielen Jahrzehnten weit verbreitet und werden immer noch verwendet. Der verriegelnde Steckverbinder-Typ verfügt über ein Bajonettsystem mit einer Drittel-Drehung zum schnellen Verbinden und Trennen der Verbindung. Obwohl der Frequenzgang formal bis 4 GHz angegeben ist, steigen die Verluste des Steckverbinders bei höheren Frequenzen oft auf inakzeptable Werte. Auch physisch passt er wegen seiner relativ großen Abmessungen und wegen des großen Mindestbiegeradius der kompletten Kabelkonfektion nicht mehr in heutige Designs.

Am Markt haben sich im Wesentlichen fünf Hochfrequenz-Steckverbinder-Typen etabliert, die sich voneinander unterscheiden und zum Teil miteinander konkurrieren.

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  1. Welcher HF-Steckverbinder ist der richtige?
  2. Die gängigen HF-Steckverbinder-Typen im Vergleich
  3. Kabel und Kabelkonfektionen

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