Использование многопортовых разъемов в режиме High

Jun 04, 2023

Сегодня военные и авиационные электронные системы разрабатываются с расширенным частотным диапазоном для увеличения пропускной способности и функциональности, а также предназначены для использования в небольших помещениях. Достижение целей системы меньшего размера, веса и мощности (SWaP) создает проблемы для высокочастотных ВЧ/СВЧ-кабелей и разъемов, которые должны соответствовать сложным электрическим, механическим и экологическим характеристикам, но также обеспечивать доступ к модулям подсистемы для обслуживания и устранения неполадок. К счастью, новые технологии многопортовых межсоединений демонстрируют низкие потери на радиочастотных и микроволновых частотах, а также высокую безопасность и повторяемость. Их простой подход позволяет легко отключать даже в приложениях с ограниченным пространством, сохраняя при этом самые строгие требования по электромагнитным помехам и электромагнитной совместимости.

Гражданские и военные системы авионики, такие как радиолокационные высотомеры и микроволновые системы посадки (MLS), которые когда-то занимали диапазон от постоянного тока до 12 ГГц, теперь расширяются на более высокие частоты, обычно до 18 ГГц, а часто и до 40 ГГц. Это расширение требует межсистемных соединений, способных обеспечить высочайшую и надежную производительность, а также разместиться в ограниченном пространстве планера.

В целом военные электронные системы, такие как системы радиоэлектронной борьбы (РЭБ), радары и системы электронного противодействия (ECM), разрабатываются для меньших пространств и более высокой эффективности за счет модульной архитектуры. Такие подходы к проектированию требуют надежных широкополосных межсоединений, которые можно подключать и отключать в самых ограниченных пространствах, при этом удовлетворяя всем электрическим, механическим и экологическим требованиям традиционно более постоянных 50-омных межсоединений, включая волноводные и коаксиальные кабели и разъемы. Ограниченное пространство также увеличивает потребность в очень низких уровнях электромагнитного излучения и утечки во всех высокочастотных соединениях, чтобы минимизировать помехи между модулями подсистемы.

Миниатюризация и функциональная плотность современных военных и авиационных систем указывают на необходимость многопортовых разъемов, которые можно использовать для маршрутизации множества сигналов в небольших помещениях. Многопортовые разъемы позволяют сократить общее количество соединительного оборудования для пилотируемых систем авионики, а также в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), где немного меньший вес имеет большое значение для увеличения дальности полета транспортного средства.

Приложения с растущим числом межсоединений при увеличении радиочастотных/микроволновых частот могут легко превратиться в запутанные массы коаксиальных кабелей с трудно отслеживаемыми соединениями и окончаниями, когда каждый кабель имеет свои собственные входные и выходные разъемы. Основная концепция многопортового соединения заключается в расположении точек соединения для как можно большего количества кабелей в одном жгуте, чтобы различные модули подсистемы могли быть соединены между собой в одной точке соединения и даже иметь цветовую маркировку или маркировку для облегчения идентификации и доступа во время обслуживания. и осмотр.

Но одной из проблем при создании такого многопортового жгута является обеспечение возможности простого соединения разъемов внутри жгута без добавления эквивалентного размера и веса всех отдельных межсоединений при сохранении требований к электрическим и механическим характеристикам.

Традиционные коаксиальные разъемы, такие как разъемы с резьбой Нейла-Консельмана (TNC) с сопротивлением 50 Ом (рис. 1), уже давно используются в модулях военной и авиационной подсистем на частотах до 18 ГГц, соединяя гибкие и полужесткие коаксиальные кабели с помощью обжимных или паяных приспособлений. Резьбовое соединение разъемов TNC «папа» и «мама» образует безопасное и надежное электрическое и механическое соединение, способное выдерживать высокие уровни ударов и вибрации, которым часто подвергаются эти системы. Многопортовое соединение должно выдерживать серьезные физические нагрузки, одновременно достигая более высоких частот, чтобы поддерживать широкую полосу пропускания современных систем. Поскольку размер интерфейса коаксиальных разъемов зависит от длины волны, размеры интерфейса должны быть намного меньше, чем у традиционных компонентов, таких как разъем TNC, чтобы обеспечить производительность с низкими потерями в диапазоне 30 ГГц или даже 40 ГГц.