Radiofrequentie (RF)-technologie die wordt gebruikt in militaire en commerciële luchtvaartelektronica, geeft prioriteit aan gewichtsvermindering om het brandstofverbruik te verbeteren en tegelijkertijd te voldoen aan strikte elektrische en mechanische veiligheidseisen. Laag verlies, fasestabiliteit en hoge prestaties in schok- en trillingsomgevingen vereisen een zorgvuldige evaluatie van materialen, structuur en onderhoud om inkrimping in evenwicht te brengen.
De huidige complexe frequentiebandvereisten - waaronder 5G, nieuwe en verbeterde satellietcommunicatiesystemen (SATCOM), instrumentvluchtprocedures (IFP) -systemen die Bluetooth gebruiken, enz. - creëren extra lichtgewicht, kleine, zeer nauwkeurige radiofrequentie (RF) ) De vraag naar de oplossing.
In sommige gevallen werken deze systemen bij frequenties tot 90 GHz. De luchtvaartindustrie heeft behoefte aan verliesarme, hoge temperatuurbestendige en zeer flexibele kabels voor navigatie, het vermijden van botsingen en communicatiesysteemcommunicatie in GPS, automatisch afhankelijke surveillance-uitzendingen (ADS-B), satellietcommunicatie en lucht-naar-grond toepassingen.
De ruimte voor avionica-toepassingen is ook beperkt, omdat ze zich moeten aanpassen aan meer toepassingsvereisten in het hele apparaat. Naarmate de frequenties toenemen en de onderlinge afmetingen afnemen om kleinere golflengten op te vangen, worden van oudsher semi-rigide oplossingen voor deze toepassingen gebruikt. Deze zeer kleine componenten worden echter kwetsbaar, waardoor de installatie moeilijk en onmogelijk op te lossen is.
Het gebruik van zeer flexibele, hoogwaardige kabels kan worden gebruikt voor dicht opeengepakte open-box-toepassingen; dit flexibele onderdeel kan om smalle hoeken worden gebogen en bevindt zich zeer dicht bij de connector om ruimtebeslag te minimaliseren, ruimte te besparen en kabelgeleiding in smalle ruimtes te vereenvoudigen. De flexibele kabel hoeft de achterkant van de connector niet te beschermen en het onderhoud te vereenvoudigen.
Tijdens de vlucht kunnen extreem hoge trillingen druk uitoefenen op de hardware van de printplaat. Interconnect-systemen moeten de ruimte tussen kabels en connectoren minimaliseren om hoge trillingen te weerstaan.
Haal inspiratie uit commerciële luchtinnovatie
Urban Air Transportation (UAM) is een concept van een veilig en efficiënt luchtvervoersysteem dat sterk geautomatiseerde vliegtuigen zal gebruiken om passagiers of vracht te bedienen en te vervoeren in laaggelegen gebieden in steden en buitenwijken. De meeste UAM-voertuigen werken onder de 10.000 voet en het batterijvermogen beperkt hun hoogte en uithoudingsvermogen. Met de ontwikkeling van technologie zal de dichtheid van UAM's in beweging toenemen, en in een situatie die "swarming" wordt genoemd, zullen hun ADS-systemen continu moeten communiceren om botsingen te voorkomen. Deze systemen zijn sterk afhankelijk van antennes en hoogfrequente transceivers om sensoren met elkaar te laten communiceren, dus verliesarme, betrouwbare en lichtgewicht kabels zijn essentieel voor betrouwbare communicatie.
Verdere ontwikkelingen zijn onder meer geavanceerde luchtverkeersoplossingen (AAM), die zijn gebaseerd op het UAM-concept en waarvan de toepassingen buiten de stedelijke omgevingen zullen werken, van leveringsdrones tot elektrische verticale start- en landingstoepassingen (eVTOL). Net als elektrische voertuigen werken eVTOL-bedieningsapparaten op stroom aan boord en is de batterij zwaar, dus het gewicht is een belangrijke overweging. Daarom vereisen deze technologieën geavanceerde oplossingen om aan nieuwe eisen te voldoen, terwijl ze zich houden aan de maat- en gewichtsprincipes die hun voorgangers decennia lang hebben gedomineerd.
UAV-elektronica
Een ander snel groeiend gebied van avionica is het gebied van onbemande luchtvaartuigen (UAV). Sommige drones zijn vrij eenvoudig en gebruiken een enkele datalink, wat een relatief eenvoudige RF-interconnectieoplossing vereist. Met de introductie van hypersonische technologie hebben sommige van deze drones echter snelheden tot Mach 5, wat de vereisten voor hoge temperaturen verhoogt. Hoe hoger de hoogte, hoe hoger de snelheid, hoe hoger de frequentie en hoe ingewikkelder het probleem vanuit materieel oogpunt. Deze problemen kunnen worden opgelost door diëlektrica; daarnaast is het ook mogelijk om kwartsmaterialen te gebruiken als diëlektrica voor hypersonische toepassingen.
Uiteindelijk moet de persoon die de constructie ontwerpt de omgeving begrijpen, de hoogte-eisen van de drone, welke levensverwachting nodig is, hoe vaak onderhoud is toegestaan en welke testomgeving beschikbaar is. Zullen drones bijvoorbeeld elektronische oorlogsvoering (EW)-systemen of elektronische inlichtingensystemen vervoeren, of zal de lading puur datalinks en video zijn?
Juiste onderlinge verbinding
Een belangrijke overweging voor RF-interconnectie van luchtvaartelektronica is het diëlektricum en hoe het zich in die omgeving gedraagt wanneer het evenwicht bereikt met de omringende omgeving. Op een bepaalde vlieghoogte zal een vliegtuig bijvoorbeeld een meer vacuümomgeving genereren om ontgassingscondities te creëren voor diëlektrica en andere elektronische materialen. Wanneer het vliegtuig terugkeert naar de grond, is de kabel in feite vacuüm. Elke vloeistof of gas eromheen wordt geabsorbeerd door het diëlektricum en ze zullen er weer in condenseren. Destijds waren diëlektrica net sponzen: de enige manier om verontreinigingen te verwijderen was door ze te bakken. Dit is uiteraard niet haalbaar in het vliegtuig, dus stoomafdichting is ook essentieel voor hoogwaardige, hoogwaardige toepassingen op grote hoogte.
Er zijn veel factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van de juiste RF-interconnectieoplossing. Polyethyleen verbetert bijvoorbeeld de vlamweerstand en vlamweerstand; voor buiten- of binnenomgevingen is het een zeer goede bedradingskeuze met een vlamvertragende UL-certificeringsmantel. Opmerking: Polyurethanen kunnen flexibeler zijn, maar ze kunnen niet worden gebruikt in bemande omgevingen.
In termen van het casco worden meestal hoge-temperatuurbestendige PTFE (synthetische fluorpolymeer) diëlektrische kabels gebruikt, en deze kunnen worden gecombineerd met PTMP (polyester plastic) tapewikkeling met een zeer laag verlies hoger dan de standaard. Dit type oplossing kan worden gebruikt tot 50 GHz of hoger. Aan het hoge uiteinde van het temperatuurbereik hebben sommige silicakabels een nominale waarde van 800 °C of hoger.
Connector-optimalisatie
Het uiteindelijke doel is om de mechanische, ecologische en elektrische prestaties van de connector te optimaliseren en deze zeer eenvoudig te installeren. Er zijn verschillende aluminium en plastic connectoren om uit te kiezen om het gewicht licht te houden.
De industrie gebruikt Delrin en andere materialen om kunststoffen te ontwikkelen, waaronder schroefdraadconnectoren, klikconnectoren en bajonetconnectoren. Ander onderzoek en ontwikkeling van ultralichte oplossingen zijn aan de gang, waaronder modulaire connectoroplossingen met kunststof koppelingen en gereedschapsoplossingen. Deze methode vergemakkelijkt het onderhoud en stelt gebruikers in staat om problemen direct ter plaatse op te lossen.
Gereedschap kan de montage vereenvoudigen
Wanneer u RF-interconnectieoplossingen in de aftermarket moet installeren of onderhoudswerkzaamheden ter plaatse moet uitvoeren, kunt u gereedschap gebruiken in plaats van bladen ter plaatse, waardoor montage ter plaatse veiliger en gemakkelijker wordt in gebieden die mogelijk omstreden zijn.
Door deze aanpak van bedrijven als Times Microwave Systems kan iedereen hetzelfde gereedschap op de kabel gebruiken voor dezelfde toepassing, in plaats van dat meerdere technici verschillende soorten gereedschap en technieken gebruiken.
Times Microwave Systems biedt InstaBend (IB) 047 aan, een compacte, fasestabiele, zeer flexibele miniatuur-coaxkabel. Deze hoogwaardige kabel is oorspronkelijk ontworpen voor toepassingen in de ruimtevaart en kan eenvoudig worden aangepast aan dicht opeengepakte boxed-toepassingen.
