Moniporttiliittimet: Suuritiheyksiset yhteenliitäntäratkaisut

Moniporttiliittimet: Suuritiheyksiset yhteenliitäntäratkaisut

Määritelmä ja yleiskatsaus

Moniporttiliittimet integroivat useita koaksiaaliliittimiä yhteen liitinmoduuliin, mikä mahdollistaa suuremman yhteenliitäntätiheyden ja lyhentää asennusaikaa. Nämä liittimet vähentävät myös järjestelmän kokonaisjalanjälkeä ja monimutkaisuutta. Moniporttiliittimen valinnassa on otettava huomioon tekijät, kuten vaadittu taajuusalue, signaalin eheys ja tilarajoitukset – nämä ovat sovelluskohtaisen valinnan keskeisiä tekijöitä.

Järjestelmän edut ja standardointi

Koska moniporttisissa RF/koaksiaalikaapelikokoonpanoissa on standardoidut kosketinontelot, ne mahdollistavat RF- (koaksiaali-, twinax-, triax- jne.), valokuitumoduulien ja ei-RF-signaalikontaktien joustavan integroinnin samaan liittimeen kontaktin koosta riippuen. Esimerkiksi Amphenol SV Microwaven DC-40 GHz:iin ulottuvat korkeataajuiset koaksiaaliset D38999-kontaktit mahdollistavat D38999-liittimien jatkuvan käytön ja laajentavat niiden soveltamista mikroaaltojen siirtolinjoihin.

Ylläpitävät huolenaiheet ja testin edistyminen

IMS2024-raportissaan Bishop & Associatesin RF/mikroaaltojohtaja David Shaff totesi, että vaikka moniporttisten, monikoaksiaalikokoonpanojen trendi on joko lineaarinen (jatkuva) tai koaksiaaliliittimet on asennettu monionteloliittimiin, ja rajapinnat, kuten SMPM ja SMPS/SMP3, on standardoitu, huolenaiheet yhteensopivuudesta ovat edelleen olemassa valmistajien koaksiaalisyvennysten/rajapintojen syvyyserojen vuoksi. Hän kuitenkin lisäsi: " Useat toimittajat ovat onnistuneesti suorittaneet vuorovaikutustestejä D38999-kokoonpanoille, jotka käyttävät SMPM-liitäntöjä kokoisille 16 koskettimille (ja mahdollisesti suuremmille onteloille) ja joihin liittyy tärinää jne. Raportit eivät ole vielä julkisia, mutta toimittajat ovat yhteisiä toimittajia VITA67:lle ja SOSA:lle." Lisäksi koaksiaaliratkaisuja pienille 20 koskettimen onteloille (toimivat jopa 110 GHz:iin asti) MIL-PRF-24308:ssa, MIL-DTL-38999:ssä (kaikki neljä sarjaa) ja jopa uudessa MIL-DTL-32689-pyöreässä liittimessä pidetään edelleen yksinoikeudella toimitettuina.

Tärkeimmät toimittajat ja tuotemuodot

Useat yritykset, kuten Radiall, Amphenol SV Microwave, Amphenol CIT, Southwest Microwave, SOURIAU (Eaton) ja TE Connectivity, tarjoavat koaksiaalikaapeliliitinkokoonpanoja moniporttisovelluksiin. Liittimet kattavat pyöreät MIL-STD-38999-, suorakaiteen muotoiset MIL-DTL-24308- ja jopa ARINC-600-tyypit, jotka osaavat käyttäjät voivat asentaa. Lisäksi monet toimittajat, kuten Samtec, HUBER+SUHNER ja Rosenberger, tarjoavat moniporttituotteita pääasiassa esiasennettuina yksiköinä. Alla olevassa kuvassa on tyypillinen Radiallin erillinen moniporttikoaksiaalikaapeli.

Suunnittelunäkökohdat

• Standardit: Korkeataajuisissa sotilas- ja avioniikkajärjestelmissä käytettävien moniporttiliittimien on täytettävä tai ylitettävä niiden korvaamien perinteisten koaksiaaliliittimien sähköiset, mekaaniset ja ympäristövaatimukset. Suunnittelu teollisuusstandardien mukaisten sotilasliittimien spesifikaatioiden ympärille on johtanut MIL-DTL-38999-liittimien käyttöön kaupallisissa kokoonpanoissa sekä versioissa, joissa käytetään standardeja ja räätälöityjä MIL-DTL-24308-liittimiä. Monikuoriratkaisuihin ja linkitettyjä inserttejä sisältäviin ratkaisuihin kuuluvat pinotut Combo-D-kokoonpanot (MIL-inserteillä) ja ARINC-kokoonpanot.

• Asennus: Liitinkotelot asennetaan niiden ei-koaksiaalisten vastineiden mukaisesti, jotka vaihtelevat liitinsarjan mukaan. Paneeliasenteisissa moniporttiliittimissä voi olla PC-päätteet. Huomautus: RF-signaalit eivät yleensä sovellu 90°:n päätteisiin, ja piirilevyn jäljitysimpedanssi on otettava huomioon. Vaihtoehtoisesti ne voivat reitittää yhteydet muihin paikkoihin piirilevyllä tai sisäisiin komponentteihin, mikä edellyttää näiden liitäntöjen sähköisen suorituskyvyn tuntemusta.

• Parittelu: Moniporttiliitäntä on sama kuin tavallinen liitäntä. Se voidaan toteuttaa inline-sokkoliitännällä, ruuviliitännällä tai push-pull-mekanismeilla. Tämä on tärkeä etu, koska liitäntään käytetään vain yhtä liitinparia useiden yksittäisten RF-liitinparien sijaan.

• Taajuusalue: Taajuussuorituskyky riippuu käytetyistä kaapeleista ja piirilevystä. Moniporttikoaksiaalikaapelointi yksinään kattaa tyypillisesti tasavirran 20 GHz:iin asti; ainutlaatuiset (usein miniatyyrikokoiset) kokoonpanot sopivilla komponenteilla ja kaapeleilla voivat kuitenkin saavuttaa jopa 125 GHz:n toiminnan.

• Impedanssi: Useimmat moniporttiliittimet ovat 50 Ω.

• Porttien sijainnit ja lukumäärä: Piirilevytason liittimiä on saatavana 2-, 4- ja 6-porttisina kokoonpanoina, ja niitä on saatavilla eri kokovaihtoehtoina.

• Kestäminen: MIL/Aero-sovelluksissa käytettävien moniporttiliittimien on kestettävä suuria iskuja ja tärinää, laajoja lämpötila-alueita ja toimittava lähes tyhjiössä korkeissa korkeuksissa.

• Pikayhteysesimerkki: Amphenol CIT:n moniporttisissa pikaliitäntäkaapelisarjoissa on painettavat RF-liitännät, jotka on suunniteltu vähentämään integrointiaikaa ja -kustannuksia vaarantamatta luotettavuutta tai suorituskykyä. Ne tukevat samoja kriittisiä toimintataajuuksia, heijastushäviöitä ja RF-suojausmäärityksiä kuin perinteiset yksipistekierteiset liitännät, kuten SMA ja SMK/2,92 mm.

Markkinat ja sovellukset

Moniporttiliittimiä käytetään laajalti sotilas-/ilmailu-, data-/televiestintä-, lääketieteen ja teollisuuden aloilla. Kaupallisia sovelluksia ovat sotilas- ja avioniikkajärjestelmät, kaapelitelevisio- ja internetpalvelut, teollisuusautomaatio, instrumentointi ja testauslaitteet.

Edustava tuote: Times Microwave Multi-Port -sarja

Times Microwave Systemsin Multi-Port (M8)- ja Mini Multi-Port (MMP) -liittimet ovat tiheitä yhteenliitäntäratkaisuja, jotka on suunniteltu kestämään äärimmäisissä olosuhteissa ja täyttämään MIL-T-81490- ja MIL-C-87104-standardit. M8-liitin tukee jopa 20 GHz:n taajuuksia, kun taas MMP ulottuu 40 GHz:iin. Molemmissa on suljetut kotelot, jousikuormitetut liitännät ja ruuvikytkentäjärjestelmät, jotka tarjoavat erinomaisen suojauksen, pienen väliinkytkentähäviön ja korkean luotettavuuden tärinän ja lämpörasituksen alla. Ne sopivat ihanteellisesti ilmassa käytettäviin järjestelmiin ja muihin kestäviin sovelluksiin.