EN
En af de største udfordringer inden for RF-industrien i dag er at opretholde højfrekvenspræstation inden for stadig mindre fysiske områder. Behovet for mindre, lettere og mere effektive koaksiale stik, dronedistributionsrobotter, små håndholdte enheder, fasestyrede arrayantennere med høj tæthed samt – mere end nogensinde før – behovet for at blive mindre har udfordret anvendeligheden af disse komponenter. Et andet ingeniørkrav er miniaturisering, hvorefter de nye ingeniørløsninger skal opretholde elektrisk præstation, mekanisk integritet og pålidelighed i miniatureudgaver. Vores virksomhed hedder Linkworld, og vi er en 20 år gammel RF-producent af miniaturestikløsninger, og vores virksomhed bygger på udfordringerne knyttet til moderne applikationer. I denne artikel vil forskeren vurdere nogle af de væsentligste tendenser, der påvirker miniaturiseringen af stik, samt hvordan dette påvirker designet af RF-systemer.
De drevende kræfter bag miniaturisering
Der er flere markedstrends, der accelererer reduktionen af størrelsen på HF-konnektorer. Bærbare og mobile teknologier kræver komponenter med minimalt brætpladsforbrug og ubetydelig vægt. I telekommunikationen kræver 5G massive MIMO-antennere, hvor dusinvis af elementer integreres i ét panel, at standardkonnektorerne ikke kan placeres mellem de tæt samlede elementer. Luftfarts- og forsvarsindustrien skifter i stigende grad til UAV’er og miniaturiserede satellitsystemer, hvor hvert gram tæller. Sådanne anvendelser kræver konnektorer, der leverer god ydeevne uden nødvendigvis at kompromittere kravene til størrelse, vægt, effekt og omkostninger (SWaP-C). Linkworld samarbejder med sine kunder om udviklingen af en løsning, der er en specialkonnektor til et specifikt miniaturiseringsproblem, uden tab af den krævede HF-ydeevne.
Vigtige familier af miniaturekonnektorer og deres egenskaber
Branchen har reageret ved at præsentere en række standardstikfamilier. SMP- og SMPM-serierne er fremragende op til henholdsvis 40 GHz og 65 GHz, og blindeforbindelsesgrænseflader er fremragende til brug ved montering af kort til kort i tætte samlinger. MCX- og MMCX-stik er billige med pålidelig ydelse op til 6 GHz samt pakker, der er betydeligt mindre end SMA-stik, og koblingen ved klik er desuden plads- og tidssparende. Den tyndeste serie knytter millimeterbølgespektret af frekvenser (110 GHz til og med 110 GHz) sammen for at imødekomme de maksimale krav til pladssparende løsninger. Hver familie indebærer en afvejning mellem reduktion af størrelse og elektrisk ydeevne. Udvalget af produkter, der kan findes hos Linkworld, omfatter også miniaturiserede stiktyper, hvilket giver ingeniørerne mulighed for at foretage de mest hensigtsmæssige valg af grænseflader ud fra kravene til frekvens, plads samt mekaniske forhold.
Ingeniørudfordringer ved design af miniaturiserede forbindelsesstik
Det er ikke nemt at reducere størrelsen og samtidig opnå god ydeevne. Når de fysiske dimensioner bliver mindre, bliver produktionstolerancerne mindre og mindre; allerede en variation på én mikrometer kan medføre betydelige ændringer i impedansmatchning og VSWR. En anden bekymring er valget af dielektriske materialer: De isolerende materialers egenskaber må ikke variere, og de skal være tilstrækkeligt tynde til at kunne monteres inden for et mindre område. Kontaktens pålidelighed er et andet problem: Mindre centrale ledere skal opretholde tilstrækkelig kontaktkraft, selv efter hundredvis af sammenkoblingscyklusser, trods deres mindre tværsnit. Små ledere er også mere udfordrende at håndtere, når det gælder varmeafledning, da de har mindre masse til at aflede varme. Den eneste måde at overvinde sådanne udfordringer på er præcisionsfremstilling, højtkvalificerede materialer og nyhed i kontaktgeometrier – og det er netop dette, der gør, at Linkworld kan overvinde disse udfordringer, så miniaturekontaktstik har samme pålidelighed og ydeevne som deres større modstykker.
Integrationstendenser: Kabelsammenstillinger og PCB-lanceringdesign
Miniaturisering er ikke kun begrænset til stikforbindelsen, men er også udvidet til hele interkoblingssystemet. Ændringen i miniaturiserede stikforbindelser (til printkort) kræver særlig opmærksomhed ved grænsefladedesign for at stabilisere impedansen over overgangen. Miniaturiserede kabelstikforbindelser kræver præcise afslutningsprocedurer for at bevare signalintegriteten. Kablet er ligeledes mindre og mere fleksibelt, og specielle dielektriske materialer sikrer fortsat en passende tilpasning til den reducerede størrelse. Integrationen af stikforbindelser i systemets emballage er en ny tendens, og de tilpassede grænsefladedesigns kræver ikke bulkhead-monteringer. Linkworld specialiserer sig i kabelstikforbindelser, som fremstilles efter kundens specifikationer, og de tilbyder også ingeniørtjenester til deres kunders printkortdesign, så kunderne sikrer maksimal ydeevne for hele signalstien. Den fælles indsats vil sikre, at miniaturisering ikke påvirker systemernes funktion.
Reduceret størrelse på forbindelsesstik er også en af de mest betydningsfulde tendenser, der i øjeblikket definerer RF-teknikken. Når systemerne bliver mindre, når de anvendes i lettere applikationer, og kravene bliver mindre og lettere, skal forbindelsesstik også udvikles. Branchen har reageret på efterspørgslen efter mindre formfaktorer, enten gennem standardiserede familier som SMP og MCX eller helt tilpassede integrationsløsninger. Linkworld har mere end 20 års erfaring med RF-produkter og en forpligtelse til at være innovativ, hvilket har gjort det muligt at udvikle miniaturiserede forbindelsesstik, adaptere og kabelmontager, der gør det muligt at opnå næste generations RF-systemer med høj ydelse og i miniaturiseret form. Samarbejd med os, og du får adgang til den nye miniaturiseringsteknologi, som du kan bruge i dine design.