最近忽然来了兴趣，想看下几种市售连接器的界面尺寸，搞了个比较通用的高度表。以前也发过一个测试，是用的专门的界面表，但这种表通用性差，一表一用，很多测不了。用高度表换不同的测针基本可以通用于所有连接器（个别因为无法直立在平板上，或者存在塑料件、弹性件等无法确定的因素，难以测量或需专用工装）。

首先通俗的解释一下。早期的射频连接器和现在的基本类似，都采用插针插孔接合，但是它的电气接触思路是插针和插孔的侧面接触，尺寸精度要求不高。由于电流路径在接触处要变径转弯，连通效果不佳，当频率较高时驻波偏大。后来革新为端面接触思路，尽管有些连接器依然有插针插孔，但设计思想上，这种结构只是为了准确定位及传输较低频率，连接器的主要目标是确保介质尺寸连续，从而保证阻抗的连续性，波导表面通过端面延续（微波在同轴连接器中依然是通过介质传播的）。这种连接器叫做端面连接器，是目前的主流，能够工作到较高频率。

既然通过端面传输，端面位置的准确度是连通效果的基本保证。以N型连接器为例，对高频而言，它的有效接触部分其实是芯针上的台阶与芯孔的端面。芯针过长，连接时端面和台阶会相互挤压，发生变形影响阻抗连续性，严重时会发生损坏。芯针过短，端面距离过远，相当于芯线直径忽然变细，也影响阻抗，比如N型连接器，一个0.15mm的缝隙，就会使回波损耗的极限值在18GHz时恶化为33dB。最佳的状态是端面和台阶0误差的刚刚接触[1,公式11-12]，但实际上这种情况不可能存在。

为了批量生产的可行性，通常端面必须有一定距离，当然这个距离在机械工业可以允许的范围内越短越好。机械加工（包括装配）精度越高，就越能允许缩小该距离。例如，一个连接器设计端面距离为0-50μm，如果均匀分布公差，当要求100%合格、可互换时，两端公差就应该标注为（0，-25μm）。这段25μm的公差，又需要分解到芯针、绝缘子、外导体的各处台阶、装配工艺等几个方面。相对而言，芯针（内导体）和外导体都有成熟的精密机床用以保证精度，目前高品质连接器普遍使用日本西铁城的CNC自动车床（国内称走心车床）加工，其精度能到微米量级。而绝缘子没有太多好办法，如果使用后加工塑料绝缘子，精度几乎完全没有保障，公差只能放大到0.1mm量级，这就是普通连接器的现状。对于标准试验连接器，绝缘子多采用金属镶嵌注塑工艺生产，精度较高，是目前N型校准级连接器的常用办法，比如下面测试的IFR和安捷伦校准负载。如果采用坚硬的材料（如玻璃），也可以绝缘子与芯针嵌合后整体加工来保证精度，但成本就高得离谱。

微波领域到了最后其实就拼两个工业实力，一个是半导体，一个是精密机械。而半导体工艺的水平（也包括真空管）其实也是由精密机械（包括光学机械）的水平决定的。

下面是测试情况，首先是测试环境

  这是罗森博格的直通连接器，先在一个界面上归零。（以后图片均略过归零这一步，直接看结果）

  罗森博格2

 老HP的衰减器

 另一头。

 科创定制的连接器，这只在错误的方向超差，要问候供应商老母。

  另一面（SMA）,该面误差太大，说明定位错误（向N面滑出）。

科创设计定制的2.92连接器。

 安捷伦校准件（短路器）

 科创生产的校准件（短路器）

 美国IFR公司生产的校准负载

 安捷伦生产的校准负载（909F，为了避免塑料变形影响测量，拆掉了塑料盖）

 瑞士HS公司生产的N/SMA转接器，反方向超差。这只比较旧，可能是芯针老化滑动了。

 另一面（N），看起来是芯针滑进去了。

 国产扬州精诚的普通连接器，误差方向错误（全新开封、多只都是这样，因此不能用年久老化或者偶然问题来解释）。该面只能偏大（参考上面进口件），不能偏小，否则会损伤对方连接器。

 扬州精诚的另一种通用连接器，也在错误的方向超差。

 SMA面，在所有被测连接器中，芯针定位精度最差。

 还是扬州精诚的连接器（N/BNC），公差方向错误。扬州精诚在通用连接器领域是国内最好的厂商之一，其它厂家可能更糟。曾有一知名厂给我们发来的图纸，连基准面都画错了。

 BNC面。误差方向错误，该面只能偏小，不能偏大，否则也会顶坏对方连接器。而且同一只连接器，芯针两头都向外凸，这就不是定位问题了，而是设计错误或者加工错误。

 这是2级（比较普通的）BNC连接器的标准，可以看出放得很宽（4.55-5.23），但不允许大于5.23（其实可以大一点，见下图）。

 这是试验校准用BNC连接器的标准，可以看出要严格得多（5.21-5.28），其中金属芯允许5.28，介质允许5.23，与上图相反。这个也不排除是制定标准的人没搞清楚，因为国家军用标准上细究起来问题多如牛毛，所以不太好说。

 下图是罗森博格的SMT连接器，额。。

 用古董量块比对一下（密玉量块已淘汰，主要是因为这东西来源于天然材料，性能就有随机性，难以标准化。不过除此之外基本上都是优点），结果不管什么尺寸，都差大约5μm，可能是平板的表面粗糙度导致的（归零时直接测平板，压迫的面积小。玉石量块面积大，表面镜面磨削而成，没有这个问题）。该25mm量块不确定度据说是1μm，也可能是这个不准，不过5μm对于连接器来说足够了。

另外需要说明的是，采用界面规理论上会更准确，因为插针插入连接器后会把连接器胀开，此时的界面尺寸才是使用状态的尺寸。没胀开的时候，芯针表面应为斜面。到底以哪个为准，国军标上没有这方面考虑。

参考文献：

1、T. E. MACKENZIE AND A. E. SANDERSON:Some Fundamental Design Principles for the Development of Precision Coaxial Standards and Compcments.SENIOR MEMBER, IEEE，1966.

文献下载： Precision Coaxial Standards.pdf 1.19MB PDF 117次下载 预览