EN
Een van de grootste uitdagingen in de RF-industrie vandaag de dag is het behouden van hoogfrequentieprestaties binnen steeds kleinere fysieke ruimtes. De behoefte aan kleiner, lichter en efficiënter coaxiale connectoren, drones voor pakketbezorging, kleine handbediende apparaten, antennes met hoge dichtheid en gefaseerde arrays, en meer dan ooit tevoren de behoefte aan kleinerheid, heeft de bruikbaarheid van deze componenten onder druk gezet. Een andere technische vereiste is miniaturisatie, waarbij de nieuwe technische oplossingen hun elektrische prestaties, mechanische integriteit en betrouwbaarheid moeten behouden, zelfs in zeer compacte verpakkingen. Ons bedrijf heet Linkworld en is een 20 jaar oude RF-fabrikant van miniature connectoplossingen, gebaseerd op de uitdagingen van toepassingen in het nieuwe tijdperk. In dit artikel beoordeelt de onderzoeker enkele van de belangrijkste trends die de miniaturisatie van connectoren beïnvloeden en hoe deze invloed uitoefenen op het ontwerp van RF-systemen.
De drijfveren achter miniaturisatie
Er zijn verschillende markttrends die de verkleining van RF-connectoren versnellen. Draagbare en mobiele technologie vereist componenten met een minimale printplaatruimte en verwaarloosbaar gewicht. In de telecommunicatie worden bij 5G-massive-MIMO-antennes tientallen elementen in één paneel geïntegreerd, waardoor standaardconnectoren niet meer tussen de nauw opeenvolgende elementen kunnen worden geplaatst. De lucht- en ruimtevaart- en defensiesector richt zich in toenemende mate op UAV’s (onbemande luchtvaartuigen) en geminimaliseerde satellietystemen, waarbij elk gram telt. Dergelijke toepassingen vereisen connectoren die uitstekende prestaties bieden zonder noodzakelijkerwijs in te leveren op de beperkingen met betrekking tot afmeting, gewicht, vermogen en kosten (SWaP-C). Linkworld werkt samen met haar klanten aan de ontwikkeling van een oplossing in de vorm van een speciale connector voor een specifiek miniaturisatieprobleem, zonder verlies van de vereiste RF-prestaties.
Belangrijke families van miniatuurconnectoren en hun mogelijkheden
De industrie heeft gereageerd door een aantal standaardconnectorfamilies aan te bieden. De SMP- en SMPM-serie zijn uitstekend tot respectievelijk 40 GHz en 65 GHz, en blind-mate-interfaces zijn uitstekend geschikt voor het verbinden van printed circuit boards (PCB’s) in ruimtegebrekkige toepassingen. MCX- en MMCX-connectoren zijn goedkoop en bieden betrouwbare prestaties tot 6 GHz; bovendien zijn de behuizingen aanzienlijk kleiner dan die van SMA-connectoren, terwijl de kliksluiting zowel ruimte- als tijdbesparend is. De dunste series sluiten aan op het millimetergolf-frequentiegebied (110 GHz tot en met 110 GHz) om aan de strengste eisen op het gebied van ruimtebesparing te voldoen. Elke connectorfamilie impliceert een afweging tussen verkleining van de afmetingen en elektrische prestaties. Het productassortiment dat bij Linkworld verkrijgbaar is, omvat ook miniatuurversies van connectoren, waardoor ingenieurs de meest geschikte keuze kunnen maken voor hun interface op basis van frequentie, beschikbare ruimte en mechanische vereisten.
Technische uitdagingen bij het ontwerp van miniatuurconnectoren
Het is niet eenvoudig om kleiner te worden en tegelijkertijd goed te presteren. Naarmate de fysieke afmetingen afnemen, worden de productietoleranties steeds kleiner; elke micrometerafwijking kan aanzienlijke veranderingen veroorzaken in de impedantieaanpassing en de VSWR. Ook van belang is de keuze van de diëlektrische materialen: de isolatiematerialen mogen geen variabele eigenschappen vertonen en moeten dun genoeg zijn om in een kleiner oppervlak te passen. Betrouwbaarheid van de contacten is een ander probleem: kleinere centrale geleiders moeten ondanks honderden koppelingcycli voldoende contactkracht behouden, ondanks hun kleinere doorsnede. Kleinere geleiders zijn lastiger te hanteren wat betreft warmteafvoer, omdat ze minder massa hebben om warmte af te voeren. De enige manier om dergelijke uitdagingen het hoofd te bieden, is precisieproductie, hoogwaardige materialen en innovatie in contactgeometrieën; dankzij deze aanpak weet Linkworld dergelijke uitdagingen te overwinnen, zodat miniatuurconnectoren dezelfde betrouwbaarheid en prestaties bieden als hun grotere tegenhangers.
Integratietrends: Kabelsamenstellingen en PCB-lanceringontwerp
Miniaturisatie is niet alleen beperkt tot de connector, maar is ook uitgebreid naar het gehele interconnectiesysteem. De overgang naar miniatuurconnectors (naar printplaten) vereist bijzondere aandacht voor het ontwerp van de interface om de impedantie over de overgang te stabiliseren. Miniatuurconnector-kabelsamenstellingen vereisen precisie-afsluitprocedures om de signaalintegriteit te behouden. Ook de kabels zelf zijn kleiner en wendbaarder, waarbij speciaal dielektrisch materiaal wordt gebruikt om de verkleining te ondersteunen. De integratie van connectoren in de systeemverpakking is een nieuwe trend; aangepaste interfacedesigns vereisen geen bulkheadbevestigingen meer. Linkworld is gespecialiseerd in kabelsamenstellingen die op maat worden vervaardigd en biedt ook engineeringdiensten aan haar klanten voor het ontwerp van PCB-aansluitingen, zodat klanten het volledige signaalpad optimaal kunnen benutten. Deze gecombineerde inspanning garandeert dat miniaturisatie geen negatieve invloed heeft op de werking van de systemen.
Een vermindering van de afmetingen van de connector behoort ook tot de meest significante trends die momenteel de RF-techniek bepalen. Naarmate systemen kleiner worden bij gebruik in lichtere toepassingen en de eisen kleiner en lichter worden, moeten ook connectoren worden ontwikkeld. De industrie heeft gereageerd op de vraag naar kleinere vormfactoren, hetzij via gestandaardiseerde families zoals SMP en MCX, hetzij via volledig op maat gemaakte integratieoplossingen. Linkworld beschikt over meer dan 20 jaar ervaring met RF-producten en een toewijding aan innovatie, waardoor het mogelijk is geworden om miniatuurconnectoren, adapters en kabelsamenstellingen te ontwikkelen die next-generation RF-systemen mogelijk maken met hoge prestaties en een miniatuurformaat. Werk samen met ons en u krijgt toegang tot de nieuwste miniaturisatietechnologie voor uw ontwerpen.