Utilisation de connecteurs multiports en haute

Jun 04, 2023

Aujourd'hui, les systèmes électroniques militaires et aéronautiques sont développés avec des gammes de fréquences accrues pour ajouter de la bande passante et des fonctionnalités tout en étant également conçus pour s'adapter à des espaces plus petits. Atteindre les objectifs du système SWaP (réduction de taille, de poids et de puissance) pose des défis pour les câbles et connecteurs RF/micro-ondes haute fréquence qui doivent répondre à des spécifications électriques, mécaniques et environnementales complexes, mais également permettre l'accès aux modules du sous-système pour la maintenance et le dépannage. Heureusement, les nouvelles technologies d'interconnexion multiport présentent de faibles pertes aux fréquences RF/micro-ondes avec une sécurité et une répétabilité élevées. Leur approche simple facilite la déconnexion même dans les applications à espace limité tout en respectant les exigences EMI/EMC les plus exigeantes.

Les systèmes avioniques civils et militaires tels que les altimètres radar et les systèmes d'atterrissage à micro-ondes (MLS) qui occupaient autrefois le courant continu jusqu'à 12 GHz se développent désormais vers des fréquences plus élevées, généralement jusqu'à 18 GHz et souvent jusqu'à 40 GHz. Cette expansion nécessite des interconnexions de sous-systèmes capables de fournir les performances les plus élevées et les plus fiables tout en s'adaptant également à l'espace limité de la cellule.

En général, les systèmes électroniques militaires tels que les systèmes de guerre électronique (GE), de radar et de contre-mesures électroniques (ECM) sont conçus pour des espaces plus petits et une efficacité plus élevée via des architectures modulaires. De telles approches de conception nécessitent des interconnexions à large bande infaillibles qui peuvent être connectées et déconnectées dans les espaces les plus restreints tout en répondant à toutes les exigences électriques, mécaniques et environnementales des interconnexions 50 Ω traditionnellement plus permanentes, y compris les câbles et connecteurs à guide d'ondes et coaxiaux. L'espace limité augmente également la nécessité de niveaux de rayonnement EM et de fuite très faibles au niveau de toutes les interconnexions haute fréquence afin de minimiser les interférences entre les modules du sous-système.

La miniaturisation et la densité fonctionnelle des systèmes militaires et avioniques modernes soulignent la nécessité de connecteurs multiports pouvant être utilisés pour acheminer de nombreux signaux dans des espaces restreints. Les connecteurs multiports permettent de réduire la quantité totale de matériel d'interconnexion pour les systèmes avioniques pilotés ainsi que dans les véhicules aériens sans pilote (UAV), où un peu moins de poids contribue grandement à augmenter l'autonomie du véhicule.

Les applications avec un nombre croissant d'interconnexions à des fréquences RF/micro-ondes croissantes peuvent facilement évoluer vers des masses enchevêtrées de câbles coaxiaux avec des interconnexions et des terminaisons difficiles à tracer lorsque chaque câble possède ses propres connecteurs d'entrée et de sortie. Le concept de base d'une interconnexion multiport est de localiser les points d'interconnexion pour autant de câbles que possible au sein d'un seul faisceau afin que différents modules de sous-système puissent être interconnectés en un seul point de jonction et même codés par couleur ou étiquetés pour faciliter l'identification et l'accessibilité pendant la maintenance. et inspection.

Mais l'un des défis liés à la création d'un tel faisceau multiport est de permettre des fixations simples de connecteur à connecteur au sein du faisceau sans ajouter la taille et le poids équivalents de l'ensemble des interconnexions séparées tout en maintenant les exigences de performances électriques et mécaniques.

Les connecteurs coaxiaux traditionnels tels que les connecteurs filetés Neill-Concelman (TNC) de 50 Ω (Figure 1) relient depuis longtemps les modules de sous-systèmes militaires et aéronautiques à des fréquences allant jusqu'à 18 GHz, terminant les câbles coaxiaux flexibles et semi-rigides par des fixations à sertir ou à souder. L'accouplement fileté des connecteurs TNC mâles et femelles forme une connexion électrique et mécanique sûre et fiable, capable de résister aux niveaux élevés de chocs et de vibrations auxquels ces systèmes sont souvent soumis. Une connexion multiport doit supporter des contraintes physiques sévères tout en atteignant des fréquences plus élevées pour prendre en charge les larges bandes passantes des systèmes modernes. Étant donné que les connecteurs coaxiaux dépendent de la longueur d'onde en termes de taille d'interface, les dimensions de l'interface doivent être beaucoup plus petites que celles d'un composant traditionnel tel qu'un connecteur TNC pour offrir des performances à faibles pertes jusqu'à 30 GHz, voire 40 GHz.