فناوری فرکانس رادیویی (RF) مورد استفاده در کاربردهای نظامی و تجاری اویونیک، کاهش وزن را برای بهبود بازده سوخت و در عین حال رعایت الزامات ایمنی الکتریکی و مکانیکی سختگیرانه در اولویت قرار میدهد. تلفات کم، پایداری فاز و عملکرد بالا در محیط های شوک و ارتعاش نیاز به ارزیابی دقیق مواد، ساختار و نگهداری برای ایجاد تعادل در کوچک سازی دارد.
الزامات پیچیده باند فرکانس امروزی - از جمله 5G، سیستمهای ارتباطات ماهوارهای جدید و ارتقا یافته (SATCOM)، سیستمهای روشهای پرواز ابزاری (IFP) با استفاده از بلوتوث و غیره - فرکانس رادیویی (RF) سبک، کوچک و با دقت بالا را ایجاد میکنند. تقاضا برای راه حل.
در برخی موارد، این سیستم ها در فرکانس های تا 90 گیگاهرتز کار می کنند. صنعت اویونیک برای ناوبری، جلوگیری از برخورد و ارتباطات سیستم های ارتباطی در GPS، پخش نظارتی وابسته خودکار (ADS-B)، ارتباطات ماهواره ای و هوا به زمین به کابل های کم تلفات، مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و بسیار انعطاف پذیر نیاز دارد. برنامه های کاربردی.
فضا برای برنامه های اویونیک نیز محدود است، زیرا آنها باید با نیازهای بیشتر برنامه در کل دستگاه سازگار شوند. با افزایش فرکانسها و کاهش اندازههای اتصال برای سازگاری با طول موجهای کوچکتر، راهحلهای نیمه صلب به طور سنتی برای این کاربردها استفاده میشوند. با این حال، این اجزای بسیار کوچک شکننده می شوند و نصب را دشوار و عیب یابی غیرممکن می کنند.
استفاده از کابلهای بسیار انعطافپذیر و با کارایی بالا میتواند برای برنامههای جعبه باز با بستهبندی متراکم استفاده شود. این جزء انعطاف پذیر را می توان در گوشه های باریک خم کرد و بسیار نزدیک به کانکتور است تا اشغال فضا را به حداقل برساند، فضا را ذخیره کند و مسیریابی کابل را در فضاهای باریک ساده کند. کابل انعطاف پذیر نیازی به محافظت از پشت کانکتور و ساده سازی تعمیر و نگهداری ندارد.
در پرواز، ارتعاش بسیار زیاد می تواند بر سخت افزار برد مدار فشار وارد کند. سیستم های اتصال باید فضای بین کابل ها و کانکتورها را به حداقل برسانند تا در مقابل لرزش های زیاد مقاومت کنند.
از نوآوری های هوایی تجاری الهام بگیرید
حمل و نقل هوایی شهری (UAM) مفهومی از یک سیستم حمل و نقل هوایی ایمن و کارآمد است که از هواپیماهای بسیار خودکار برای عملیات و حمل و نقل مسافران یا محموله در مناطق کم ارتفاع در شهرها و حومه ها استفاده می کند. اکثر وسایل نقلیه UAM زیر 10000 فوت کار می کنند و قدرت باتری ارتفاع و استقامت آنها را محدود می کند. با توسعه فناوری، تراکم UAM ها در حال حرکت افزایش می یابد و در وضعیتی به نام "ازدحام"، سیستم های ADS آنها برای جلوگیری از برخورد باید به طور مداوم با هم ارتباط برقرار کنند. این سیستم ها به شدت به آنتن ها و فرستنده های فرکانس بالا متکی هستند تا حسگرها بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، بنابراین کابل های کم اتلاف، قابل اعتماد و سبک وزن برای ارتباط قابل اعتماد ضروری هستند.
پیشرفتهای بیشتر شامل راهحلهای پیشرفته ترافیک هوایی (AAM) است که بر اساس مفهوم UAM است و کاربردهای آن خارج از محیطهای شهری، از پهپادهای تحویل گرفته تا برنامههای برخاست و فرود عمودی الکتریکی (eVTOL) است. مانند وسایل نقلیه الکتریکی، دستگاههای کنترل eVTOL با نیروی داخل خودرو کار میکنند و باتری آن سنگین است، بنابراین وزن یک نکته مهم است. بنابراین، این فناوریها به راهحلهای پیشرفته نیاز دارند تا نیازهای جدید را برآورده کنند، در حالی که اصول اندازه و وزن را که برای دههها بر پیشینیان خود تسلط داشتند، رعایت میکنند.
اویونیک پهپاد
یکی دیگر از زمینههای پر سرعت در حال رشد هواپیمای اویونیک، حوزه وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) است. برخی از هواپیماهای بدون سرنشین نسبتاً ساده هستند و از یک پیوند داده استفاده می کنند که به یک راه حل نسبتاً ساده اتصال RF نیاز دارد. این در حالی است که با معرفی فناوری هایپرسونیک، سرعت برخی از این پهپادها به 5 ماخ می رسد که نیاز به دمای بالا را افزایش می دهد. هر چه ارتفاع بیشتر باشد، سرعت بیشتر، فرکانس بیشتر و مشکل از نظر مادی پیچیده تر می شود. این مشکلات را می توان با دی الکتریک حل کرد. علاوه بر این، می توان از مواد کوارتز به عنوان دی الکتریک برای کاربردهای مافوق صوت نیز استفاده کرد.
در نهایت، شخصی که سازه را طراحی میکند باید محیط، ارتفاع مورد نیاز پهپاد، امید به زندگی مورد نیاز، هر چند وقت یکبار تعمیر و نگهداری مجاز و محیط آزمایشی موجود را درک کند. به عنوان مثال، آیا پهپادها سیستمهای جنگ الکترونیک (EW) یا سیستمهای اطلاعات الکترونیکی را حمل میکنند یا اینکه محموله صرفاً پیوندهای داده و ویدیو خواهد بود؟
اتصال صحیح
یک ملاحظات کلیدی برای اتصال رادیویی اویونیک دی الکتریک و نحوه رفتار آن در آن محیط زمانی که به تعادل با محیط اطراف می رسد است. به عنوان مثال، در یک ارتفاع خاص پرواز، یک هواپیما محیط خلاء بیشتری ایجاد می کند تا شرایط گاززدایی را برای دی الکتریک ها و سایر مواد الکترونیکی فراهم کند. هنگامی که هواپیما به زمین باز می گردد، کابل اساساً خلاء است. هر مایع یا گاز اطراف آن توسط دی الکتریک جذب می شود و دوباره در آن متراکم می شود. در آن زمان، دی الکتریک ها مانند اسفنج بودند: تنها راه برای از بین بردن آلاینده ها، پختن آنها بود. بدیهی است که این کار در داخل هواپیما امکان پذیر نیست، بنابراین آب بندی با بخار برای کاربردهای سطح بالا، با کارایی بالا و در ارتفاع بالا نیز ضروری است.
هنگام طراحی راه حل مناسب اتصال RF باید عوامل زیادی را در نظر گرفت. به عنوان مثال، پلی اتیلن مقاومت در برابر شعله و مقاومت در برابر شعله را بهبود می بخشد. برای محیط های بیرونی یا داخلی، انتخاب سیم کشی بسیار خوبی با غلاف گواهی UL ضد شعله است. توجه: پلی یورتان ها می توانند انعطاف پذیرتر باشند، اما نمی توان از آنها در محیط های سرنشین دار استفاده کرد.
از نظر بدنه هواپیما، کابل های دی الکتریک PTFE (فلوروپلیمر مصنوعی) مقاوم در برابر دمای بالا معمولا استفاده می شود و می توان آن را با سیم پیچ نوار PTMP (پلاستیک پلی استر) با تلفات بسیار کم و بالاتر از استاندارد ترکیب کرد. این نوع محلول تا فرکانس 50 گیگاهرتز یا بالاتر قابل استفاده است. در انتهای بالای محدوده دما، برخی از کابل های سیلیس تا 800 درجه سانتیگراد یا بالاتر رتبه بندی می شوند.
بهینه سازی رابط
هدف نهایی بهینه سازی عملکرد مکانیکی، محیطی و الکتریکی کانکتور و سهولت در نصب آن است. انواع کانکتورهای آلومینیومی و پلاستیکی برای سبک نگه داشتن وزن وجود دارد.
این صنعت از Delrin و سایر مواد برای توسعه پلاستیک استفاده می کند، از جمله اتصالات رزوه ای، اتصالات ضربه ای و اتصالات سرنیزه. سایر تحقیقات و توسعه راه حل های فوق سبک در حال انجام است، از جمله راه حل های اتصال مدولار با کوپلینگ پلاستیکی و راه حل های ابزار. این روش تعمیر و نگهداری را تسهیل می کند و کاربران را قادر می سازد مشکلات را مستقیماً در سایت حل کنند.
ابزارها می توانند مونتاژ را ساده کنند
هنگامی که نیاز به نصب راه حل های اتصال RF در بازار پس از فروش یا انجام کارهای تعمیر و نگهداری در محل دارید، می توانید به جای استفاده از تیغه ها در محل، از ابزارها استفاده کنید و مونتاژ در محل را ایمن تر و آسان تر در مناطقی که ممکن است مورد مناقشه باشد، کنید.
این رویکرد شرکتهایی مانند Times Microwave Systems به همه اجازه میدهد تا به جای استفاده از تکنسینهای متعدد از انواع ابزارها و تکنیکهای مختلف، از ابزارهای مشابهی بر روی کابل برای یک برنامه استفاده کنند.
سیستمهای مایکروویو Times InstaBend (IB) 047 را ارائه میکند که یک کابل کواکسیال مینیاتوری فشرده، پایدار و بسیار انعطافپذیر است. این کابل با کارایی بالا در اصل برای کاربردهای پرواز فضایی طراحی شده بود و به راحتی می توان آن را با برنامه های بسته بندی متراکم سازگار کرد.
