Rádiofrekvenčná (RF) technológia používaná vo vojenských a komerčných avionických aplikáciách uprednostňuje zníženie hmotnosti s cieľom zlepšiť palivovú úspornosť a zároveň splniť prísne požiadavky na elektrickú a mechanickú bezpečnosť. Nízka strata, fázová stabilita a vysoký výkon v prostredí s nárazmi a vibráciami vyžadujú starostlivé vyhodnotenie materiálov, štruktúry a údržby, aby sa vyvážilo zmenšovanie.
Dnešné komplexné požiadavky na frekvenčné pásma – vrátane 5G, nových a modernizovaných systémov satelitnej komunikácie (SATCOM), systémov pre letové postupy (IFP) využívajúce Bluetooth atď. – vytvárajú ďalšie ľahké, malé, vysoko presné rádiové frekvencie (RF) ) Požiadavka na riešenie.
V niektorých prípadoch tieto systémy pracujú na frekvenciách až 90 GHz. Odvetvie leteckej elektroniky potrebuje nízkostratové, vysokoteplotne odolné a vysoko flexibilné káble na navigáciu, predchádzanie kolíziám a komunikáciu komunikačného systému v systéme GPS, automatické závislé sledovanie vysielania (ADS-B), satelitnú komunikáciu a vzduch-zem. aplikácie.
Obmedzený je aj priestor pre aplikácie avioniky, pretože sa musia prispôsobiť viacerým požiadavkám aplikácie v celom zariadení. Keď sa frekvencie zvyšujú a veľkosti prepojení sa zmenšujú, aby sa prispôsobili menším vlnovým dĺžkam, na tieto aplikácie sa tradične používali polotuhé riešenia. Tieto veľmi malé súčiastky sa však stávajú krehkými, čo sťažuje inštaláciu a nie je možné riešiť problémy.
Použitie vysoko flexibilných a vysokovýkonných káblov je možné použiť pre aplikácie v hustej škatuľke; tento flexibilný komponent sa dá ohnúť okolo úzkych rohov a je veľmi blízko konektora, aby sa minimalizovalo zaberanie miesta, šetrilo sa miesto a zjednodušilo sa vedenie káblov v úzkych priestoroch. Flexibilný kábel nemusí chrániť zadnú stranu konektora a zjednodušuje údržbu.
Počas letu môžu extrémne vysoké vibrácie vyvíjať tlak na hardvér dosky plošných spojov. Prepojovacie systémy musia minimalizovať priestor medzi káblami a konektormi, aby odolali vysokým vibráciám.
Inšpirujte sa inováciami komerčnej leteckej techniky
Mestská letecká doprava (UAM) je koncept bezpečného a efektívneho systému leteckej dopravy, ktorý bude využívať vysoko automatizované lietadlá na prevádzku a prepravu cestujúcich alebo nákladu v oblastiach s nízkou nadmorskou výškou v mestách a na predmestiach. Väčšina vozidiel UAM bude fungovať pod 10 000 stôp a batéria obmedzuje ich nadmorskú výšku a výdrž. S rozvojom technológie sa hustota UAM v pohybe zvýši a v situácii nazývanej „rojenie“ budú musieť ich systémy ADS neustále komunikovať, aby sa vyhli kolíziám. Tieto systémy sa vo veľkej miere spoliehajú na antény a vysokofrekvenčné transceivery, ktoré umožňujú senzorom vzájomnú komunikáciu, takže nízkostratové, spoľahlivé a ľahké káble sú nevyhnutné pre spoľahlivú komunikáciu.
Ďalší vývoj zahŕňa pokročilé riešenia leteckej dopravy (AAM), ktoré sú založené na koncepte UAM a ktorých aplikácie budú fungovať mimo mestského prostredia, od doručovacích dronov až po aplikácie s elektrickým vertikálnym vzletom a pristátím (eVTOL). Rovnako ako elektrické vozidlá, ovládacie zariadenia eVTOL bežia na palube a batéria je ťažká, takže hmotnosť je dôležitým faktorom. Preto si tieto technológie vyžadujú pokročilé riešenia, aby splnili nové požiadavky a zároveň dodržiavali princípy veľkosti a hmotnosti, ktoré dominovali ich predchodcom už desaťročia.
UAV avionika
Ďalšou rýchlo rastúcou oblasťou avioniky je oblasť bezpilotných lietadiel (UAV). Niektoré drony sú pomerne jednoduché a používajú jediné dátové spojenie, čo si vyžaduje relatívne jednoduché riešenie RF prepojenia. So zavedením hypersonickej technológie však niektoré z týchto dronov dosahujú rýchlosť až 5 Mach, čo zvyšuje požiadavky na vysoké teploty. Čím vyššia nadmorská výška, tým vyššia rýchlosť, vyššia frekvencia a tým komplikovanejší problém z materiálneho hľadiska. Tieto problémy možno vyriešiť dielektrikami; okrem toho je tiež možné použiť kremenné materiály ako dielektrikum pre hypersonické aplikácie.
V konečnom dôsledku musí osoba, ktorá navrhuje štruktúru, porozumieť prostrediu, požiadavkám na výšku dronu, aká je potrebná dĺžka života, ako často je povolená údržba a aké testovacie prostredie je k dispozícii. Budú napríklad bezpilotné lietadlá niesť systémy elektronického boja (EW) alebo elektronické spravodajské systémy, alebo budú nákladom čisto dátové spojenia a video?
Správne prepojenie
Kľúčovým faktorom pre RF prepojenie avioniky je dielektrikum a to, ako sa v tomto prostredí správa, keď dosiahne rovnováhu s okolitým prostredím. Napríklad v určitej nadmorskej výške bude lietadlo generovať viac vákuového prostredia, aby sa zabezpečili podmienky odplynenia pre dielektrikum a iné elektronické materiály. Keď sa lietadlo vráti na zem, kábel je v podstate vákuový. Akákoľvek tekutina alebo plyn okolo neho bude absorbovaný dielektrikom a opäť v ňom kondenzuje. Vtedy boli dielektriká ako špongie: jediný spôsob, ako odstrániť kontaminanty, bolo ich upiecť. Vo vnútri lietadla to zjavne nie je možné, takže parné tesnenie je nevyhnutné aj pre špičkové, vysokovýkonné aplikácie vo veľkých výškach.
Existuje mnoho faktorov, ktoré je potrebné zvážiť pri navrhovaní správneho riešenia RF prepojenia. Napríklad polyetylén zlepšuje odolnosť voči plameňu a odolnosť voči plameňu; pre vonkajšie alebo vnútorné prostredie je to veľmi dobrá voľba zapojenia s UL certifikačným plášťom spomaľujúcim horenie. Poznámka: Polyuretány môžu byť flexibilnejšie, ale nemožno ich použiť v prostredí s ľudskou posádkou.
Čo sa týka draku lietadla, zvyčajne sa používajú vysokoteplotne odolné PTFE (syntetický fluoropolymér) dielektrické káble, ktoré je možné kombinovať s vinutím pásky PTMP (polyesterový plast) s veľmi nízkou stratou vyššou ako je štandard. Tento typ riešenia je možné použiť až do 50 GHz alebo vyššie. Na hornom konci teplotného rozsahu sú niektoré káble s oxidom kremičitým hodnotené až na 800 °C alebo vyššie.
Optimalizácia konektora
Konečným cieľom je optimalizácia mechanického, environmentálneho a elektrického výkonu konektora a veľmi jednoduchá inštalácia. Na výber sú rôzne hliníkové a plastové konektory, aby bola hmotnosť nízka.
Priemysel používa Delrin a ďalšie materiály na vývoj plastov, vrátane závitových konektorov, nacvakávacích konektorov a bajonetových konektorov. Prebieha ďalší výskum a vývoj ultraľahkých riešení, vrátane modulárnych konektorových riešení s plastovou spojkou a nástrojov. Táto metóda uľahčí údržbu a umožní používateľom riešiť problémy priamo na mieste.
Nástroje môžu zjednodušiť montáž
Keď potrebujete inštalovať RF prepojovacie riešenia na trhu s náhradnými dielmi alebo vykonávať údržbárske práce na mieste, môžete použiť nástroje namiesto použitia čepelí na mieste, vďaka čomu je montáž na mieste bezpečnejšia a jednoduchšia v oblastiach, ktoré môžu byť sporné.
Tento prístup spoločností ako Times Microwave Systems umožňuje každému používať rovnaké nástroje na kábli pre rovnakú aplikáciu, namiesto toho, aby viacerí technici používali rôzne typy nástrojov a techník.
Times Microwave Systems ponúka InstaBend (IB) 047, čo je kompaktný, fázovo stabilný, vysoko flexibilný miniatúrny koaxiálny kábel. Tento vysoko výkonný kábel bol pôvodne navrhnutý pre aplikácie vesmírnych letov a možno ho ľahko prispôsobiť aplikáciám v hustej krabici.
