N-konektory - dobrý prvek, ale...

Pro lidi, pracující v telekomunikacích je známý fakt, že přibližně 90% závad na funkci technologických telekomunikačních souborů způsobují vadné konektory. Obecné označení "vadné konektory" však představuje nejen nekvalitní konektory, ale také nekvalitně namontované konektory, či konektory nekvalitně namontované jen proto, že byla vybrána nesprávná dvojice konektor + kabel. Nepřekvapí proto, že telekomunikační společnosti obětují tolik financí a organizačního úsilí na školení techniků a výběru vhodných komponentů. Pokud necháme stranou historické tzv. UHF konektory (které ani náhodou nejsou UHF) typu PL259 a SO239, což vlastně ani konektory nejsou, protože nesplňují základní premisu VF koaxiálních konektorů - tedy opakované zajištění jmenovité impedance - a je tedy možné je spíše úsměvně označit za náhradu banánků a zdířek ve stíněném provedení, jsou mezi radioamatéry, kteří si uvědomují technické souvislosti, zdaleka nejvíce rozšířeny konektory typů BNC, N a SMA. Tyto konektory pokrývají nejpoužívanější radioamatérská kmitočtová pásma až (byť s určitými kompromisy) do 24GHz a jsou schopny přenést výkony až do 1kW (na nižších kmitočtových pásmech do 1GHz). Zatímco BNC konektory jsou dnes na trhu velmi často k dispozici jako velmi levná a proto obvykle nekvalitní náhražka jiných profesionálních konektorů (což vede k jejich nekvalitě a nekončícím projevům různých vaklů), radioamatéři je často odmítají a velkou popularitu proto získaly konektory SMA, které jsou na tom s těmi nežádoucími projevy výrazně lépe. Jenže jejich konstrukce není řešena pro přenos větších výkonů (max 200W). Proto asi nejrozšířenějšími konektory na VKV pásmech jsou dnes konektory typu N, které vznikly za 2.světové války v USA pro připojení prvních radarových systémů v americkém námořnictvu.

Jenže: historie a technická teorie je věc jedna a dnešní komerční svět věc druhá. Jakkoli politici vykřikují s oblibou fráze o digitálním všehomíru, život je přesto všechno především analogový. Parametry konektorů se měří na vodivost, útlum, impedanční nepřizpůsobení, spolehlivost a zejména na cenu. A mezi radioamatéry si málokdo uvědomuje, že cena je parametrem číslo 1. a ostatní parametry se řeší nějakým kompromisem - aby při dané ceně byly splněny parametry zařízení, jeho spolehlivost a přenosová kapacita - to všechno samozřejmě pro daný projekt, který například představuje dodávku jednotlivých technologických sestav, které je pro finální soustavu nutné správně namontovat, propojit a oživit. Jenže technicko-ekonomická životnost zařízení se stále zkracuje a zejména u technologie IP klesla nyní z původních například z dřívějších 10 let na polovinu, kdy jde zařízení do šrotu - ne proto, že by již nefungovalo, ale proto, že nové zařízení má vyšší přenosovou kapacitu a jiné fíčurky - není na něm nutné nic nastavovat, umí pracovat při vyšší teplotě, spotřebuje méně elektrické energie atd, atp. Nu a likvidované zařízení, které za dobu jeho života nikdy nikdo nerozebíral a nic na něm nedělal, se stává vděčným zdrojem materiálu pro radioamatérské konstruktéry. Řada z nich potom věří, že konektory, zdemontované z takového zařízení musí být etalonem kvality. Nemusí tomu tak být. Navíc situace se bude v dalších letech spíše zhoršovat, protože radiová přenosová zařízení se stěhují k anténě, která je jen kouskem vlnovodu napojená na nějakou mikropáskovou strukturu celého zařízení zcela bez konektorů - pokud tedy přeskočíme záležitost optických konektorů propojující ODU a datovou technologii někde pod stožárem. V současnosti tedy v průmyslu dožívají poslední zařízení, vybavené konektory a za chvíli si je budou muset radioamatéři kupovat v obchodech s elektronikou. A narozdíl od polovodičů budou velmi drahé. Tento článek si tedy klade za cíl radioamatérskou komunitu seznámit s tím, co je na konektorech typu N důležité a na co si dát pozor.

Značka je stále etalonem kvality! Vypůjčím si odpověď z jedné slovenské TV soutěže: "áno, aj..."  V Evropě a USA je několik tradičních výrobců, kteří konektory kvality 1A prostě dělat umí a je jejich profesionální hrdostí, aby od nich na trh odešly konektory vysoké kvality -jistě je znáte a zařadil bych sem Spinner, Suhner, Rosenberger a Radiall. Pokud po nich sáhnete, budou Vám sloužit dlouhá léta, aniž byste se jim museli nějak věnovat. Nu a potom jsou zde značky, jako Amphenol a Telegärtner. Rovněž velice sofistikovaní a zkušení výrobci konektorů - jenže - ti jsou již na objednávku výrobce zařízení, nebo trhu, schopni vyrobit i konektory kvality 1B, protože jsou levnější a pro objednanou aplikaci jistě vyhoví. A potom je zde celá plejáda dalších výrobců. Jak poznáte ty kvalitní? Jednoduše - na ty nejkvalitnější konektory se výrobce většinou nerozpakuje uvést svůj název, či logo. Mimochodem - v ČSSR kdysi vyráběné konektory v Mikrotechně Modřany patřily k tomu nejkvalitnějšímu, co bylo možné na trhu získat a měly atesty i pro použití v civilním leteckém průmyslu. Kde jsou ty doby...

Čínské konektory jsou fenoménem doby, kdy evropští a především američtí ekonomové stěhovali výrobu (a s tím související know-how) do Asie, aby krátkodobě ušetřili, aniž by si uvědomili. že tím ve střednědobém časovém horizontu likvidují domácí průmysl. A tak dnes můžete v Číně nakoupit jak špičkovou kvalitu, tak i 3. jakost. Je třeba si dávat pozor. Existují čínské konektory 1A kvality s názvem i logem výše uvedených renomovaných výrobců, ale také padělky. Na co si dát pozor především, to najdete níže.

Zlato? Kontakty konektorů jsou pokryty jen mikroskopickou vrstvičkou (pokud vůbec) zlata. Žlutá barva kontaktů však o kvalitě konektorů nevypovídá vůbec nic. Především je dobré si uvědomit, že zlato je měkké a otírá se. Proto jsou u renomovaných výrobců kontakty pokryty různými tvrdými slitinami zlata, stříbra, rhodia a jiných kovů s dobrou vodivostí. Zlacené kontakty měly smysl u nás, když severočeské uhelné elektrárny chrlily do ovzduší miliony tun kysličníku siřičitého, který způsoboval černání stříbra. Ta doba je naštěstí pryč a stejnou (nebo i lepší) službu na kontaktech vykoná i stříbro, resp. jeho slitiny. Byť jsem viděl odpověď jednoho známého "borce", že zlacené konektory PL259 chodí i na 23cm... hihi

Teflon? Další mýtus. Plastická hmota v konektorech bývá obvykle teflon, ale zároveň to teflon být nemusí. Protože řada plastických hmot má za normálních teplot podobné dielektrické (dielektrickou konstantu, napěťovou pevnost a tangens delta dielektrických ztrát) i mechanické parametry jako PTFE, nemusí být náhrada teflonu kvalitě konektoru na překážku - s jednou zásadní výjimkou: Pokud jsou kontakty v plastické hmotě ("neteflonu") vnitřních dílů konektoru zakotveny nerozebíratelně, nedají se pájet! A kontakty kvalitních konektorů pro střední a větší výkony se pájí! Pokud tedy máte konektor, kde lze jednotlivé plastové izolátory z kontaktů stáhnout a kontakt zapájet na kabel zvlášť, není použití náhrady teflonu na překážku, protože jednotlivé díly konektoru sestavíte až po vystydnutí dílů. Pokud to ale možné není, raději se takovému konektoru vyhněte. Teflon v konektoru má ještě jeden rys. Má velikou teplotní roztažnost a pokud se konektor při přenosu vyšších VF výkonů ohřívá, teflon vyvolá uvnitř konektoru tlak, který vede k vymezení vůlí a tím i přechodových odporů. Stejnou funkci má v konektoru ten gumový kroužek, který udržuje stálý tlak a tím i malé přechodové odpory u vnějšího vodiče koaxiálního kabelu. Třeba nalisované (crimp) konektory takový pružný element nemají, proto raději takové konektory na kabel, které nemají gumový kroužek, odmítněte.

Konstrukce: ta je navázána na příslušný kabel. Nikdy neinstalujte konektor na kabel, který pro daný konektor není určen. Kabely jsou různé, často nic moc... Kabel s měděnou fólií a pár vlásky o průměru desetiny mm namísto stínění se do konektoru samozřejmě instaluje špatně. Konektory pro takový kabel (podobné je to i s konektory pro hliníkové kabely) mají ve své konstrukci trubičku, která se musí zastrčit do kabelu (nahřejte si plášť kabelu fenem). Nicméně, pokud je to možné, pro konektory typu N použijte raději kabely se solidním (nejlépe) 100% opletením z drátků a pokud chcete minimalizovat jeho útlum, potom s fólií, která může být klidně aluminiová (na plastovém nosiči), což je z hlediska mechanické odolnosti lepší, než samotná měděná fólie (bez plastového nosiče), která je křehká a praská. Doporučuji proto pro konektory typu N spíše kabel RF400 a jeho ekvivalenty. A přestože je spojení konektorů N prezentováno jako vodotěsné, nevěřte tomu! Voda se do konektoru vždy dostane. Proto doporučujeme po montáži konektorový spoj zabalit samovulkanizační gumovou páskou a pokud jde o stálou montáž, potom přidejte ještě nátěr voskovým izolantem (Resistin ML apod).

Samec a samice? - tento problém přímo genderový o je (podobně jako v přírodě) jeden z nejpodstatnějších faktorů dobrého konektorového spojení. Obecně dnes již nebývá problém v nekompatibilitě rozměrů jako před 50-ti lety. Nicméně samotné konektorové propojení je realizované jako zasunutí kontaktní špičky do konektorové kleštiny. A pokud ta konektorová kleština není trvale pružná, nastává opotřebením konektorů problém. Nelamte si tedy u N konektorů hlavu s konektorem typu "samec" (Male). Ten je prakticky vždy v pořádku, pokud v konektoru nenastane nějaký zásadní problém (viz výše). Jinak řečeno: kašlete na N konektory typu "samec", k problémům konektorového propojení dochází ve valné většině případů u "samice", tedy česky zásuvky (Female) a ten problém se jmenuje kleština N konektoru typu "zásuvka".

pro video klikněte na šipku

Materiály a kontakty (!): v souladu s výše uvedeným je nutno na kleštinu "female" N konektoru použít takovou slitinu, která zabezpečí trvalou pružnost a nedojde k jejímu roztažení. Viz video. Takové slitiny jsou CuBe, nebo CuPbP jinak řečeno berylliová bronz, fosforová bronz, někde lze najít i označení Berylliová měď. Pružné kleštiny mívají u některých výrobců i označení "spring contact" a kdoví jak podobně. Je ovšem jasné, že obyčejný bronz, mosaz a podobné materiály v sobě takovou pružnost nemají a kleština se roztáhne, což má za následek špatný kontakt, šum, intermodulace, nebo celkově ztrátu spojení. A proč nejsou kleštiny ocelové? Je to jednoduché - viz výše - pokovení se snadno odře a potom je rozhoduje vodivost materiálu. A ocel na tom není právě nejlépe... Kleština "female" konektoru N je tedy Alfa i Omega kvalitního spojení! Pokud kupujete konektory v odborném obchodě, vyžádejte si datasheet konektoru, pokud nakupujete někde na bleším trhu, vezměte si s sebou vymontovaný PIN z konektoru typu "male" (tatínek), na něm připájený háček, zasuňte PIN do kleštiny konektoru, který chcete koupit, zaviklejte několik milimetrů doprava,doleva, nahoru a dolů... a buď se kleština roztáhne a takové konektory nekupujte, nebo kleština zůstane stažená a pružná, takže na pin zasunutý do kleštiny po takovém testu klidně (na ten háček) pověsíte klidně dva další takové konektory a pin to z kleštiny nevytáhne. Zkuste si to, je to jednoduché! A pamatujte: prostým pohledem nezjistíte nic!

Takže to je v kostce zhruba vše, co jsem vám v souvislosti s konektory typu N chtěl sdělit. A samozřejmě - platí známé rčení: nejsem tak bohatý, abych mohl kupovat levné věci! Když už budete na VKV závodech, nad hlavou velký anténní systém, který jste pracně namontovali a postavili ve větru a dešti, tak úspora ceny za jeden nekvalitní konektor vám za zkažený závod nestojí...

Nu a ještě nějaké obrázky, věnované popisovanému testu:

73 OK1VPZ

Komentáře čtenářů:  komentare.txt  Napište i vy vaše zkušenosti tady.