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Um dos maiores desafios da indústria de RF atualmente é manter o desempenho em alta frequência dentro de áreas físicas cada vez menores. A necessidade de conectores coaxiais menores, mais leves e mais eficientes, robôs de entrega por drones, pequenos dispositivos portáteis, antenas de matriz em fase de alta densidade e, como nunca antes, a exigência de redução de tamanho têm desafiado a utilidade desses componentes. Outro requisito de engenharia é a miniaturização, segundo a qual as novas soluções de engenharia devem manter o desempenho elétrico, a integridade mecânica e a confiabilidade em embalagens miniaturizadas. Nossa empresa é a Linkworld e tem 20 anos de atuação. Fabricante de RF de soluções de conectores miniaturizados, baseada nos desafios impostos pelas aplicações da nova era. Neste artigo, o pesquisador avaliará algumas das principais tendências que influenciam a miniaturização dos conectores e como isso impacta o projeto dos sistemas de RF.
Os Fatores Impulsionadores da Miniaturização
Há várias tendências de mercado que aceleram a redução do tamanho dos conectores RF. A tecnologia vestível e portátil exige componentes com espaço mínimo na placa e peso desprezível. Nas telecomunicações, as antenas massivas MIMO para 5G contêm dezenas de elementos integrados em um único painel, tornando impossível a inserção de conectores padrão entre elementos posicionados muito próximos uns dos outros. No setor aeroespacial e de defesa, há um crescente uso de veículos aéreos não tripulados (UAVs) e sistemas satelitais miniaturizados, nos quais cada grama conta. Tais aplicações exigem conectores que ofereçam bom desempenho sem necessariamente comprometer as restrições de tamanho, peso, potência e custo (SWaP-C). A Linkworld trabalha em conjunto com seus clientes no desenvolvimento de uma solução que consiste em um conector especializado para um problema específico de miniaturização, sem perda do desempenho RF exigido.
Principais Famílias de Conectores Miniatura e Suas Capacidades
A indústria respondeu apresentando diversas famílias de conectores padronizados. As séries SMP e SMPM são excelentes até 40 GHz e 65 GHz, respectivamente, e suas interfaces de acoplamento cego são ideais para a montagem de conexões entre placas em conjuntos congestionados. Os conectores MCX e MMCX são econômicos e oferecem desempenho confiável até 6 GHz, além de possuírem invólucros significativamente menores que os dos conectores SMA; seu acoplamento por encaixe também economiza espaço e tempo. A série mais fina integra o espectro de ondas milimétricas (de 110 GHz até 110 GHz, inclusive) para atender às máximas exigências de economia de espaço. Cada família envolve uma compensação entre a redução de tamanho e a capacidade elétrica. A gama de produtos disponível na Linkworld inclui ainda estilos miniaturizados de conectores, permitindo que os engenheiros façam as seleções mais adequadas quanto às interfaces, com base na frequência, no espaço disponível e nos requisitos mecânicos.
Desafios de Engenharia no Projeto de Conectores em Miniatura
Não é fácil reduzir o tamanho e, ao mesmo tempo, manter um bom desempenho. À medida que as dimensões físicas diminuem, as tolerâncias de produção tornam-se cada vez menores; qualquer variação de um micrômetro pode causar alterações significativas no casamento de impedância e na TSEV (Taxa de Onda Estacionária de Tensão). Outro ponto de preocupação é a seleção de materiais dielétricos: as propriedades dos materiais isolantes não devem variar e estes devem ser suficientemente finos para caber em uma área menor. A confiabilidade do contato constitui outro problema: condutores centrais menores devem manter força de contato adequada mesmo após centenas de ciclos de acoplamento, apesar de possuírem uma seção transversal reduzida. Condutores menores são mais difíceis de gerenciar quanto à dissipação de calor, pois possuem menor massa para dissipar o calor gerado. A única forma de superar tais desafios reside na fabricação de precisão, no uso de materiais de alta qualidade e na inovação nas geometrias de contato, o que permite à Linkworld superar esses obstáculos, garantindo que conectores miniaturizados ofereçam a mesma confiabilidade e desempenho de seus equivalentes maiores.
Tendências de Integração: Projeto de Lançamento de Cabos e PCB
A miniaturização não se restringe apenas ao conector, mas também foi estendida a todo o sistema de interconexão. A mudança para conectores miniatura (para placas de circuito impresso) exigirá atenção especial no projeto da interface, a fim de estabilizar a impedância na transição. Os conjuntos de cabos com conectores miniatura exigem procedimentos precisos de terminação para preservar a integridade do sinal. Os próprios cabos são menores e mais ágeis, com materiais dielétricos especiais que continuam acompanhando essa redução de tamanho. A incorporação de conectores no invólucro do sistema é uma nova tendência, e os projetos personalizados de interface não necessitam de suportes tipo bulkhead. A Linkworld especializa-se em conjuntos de cabos sob medida e também oferece serviços de engenharia aos seus clientes para o projeto de lançamento de PCBs, garantindo que estes maximizem todo o percurso do sinal. O esforço conjunto assegurará que a miniaturização não interfira nas operações dos sistemas.
A redução no tamanho do conector também está entre as tendências mais significativas que atualmente definem a engenharia de RF. À medida que os sistemas se tornam menores ao serem utilizados em aplicações mais leves e os requisitos se tornam menores e mais leves, os conectores também precisam ser desenvolvidos. A indústria respondeu à demanda por fatores de forma menores, seja por meio de famílias padronizadas, como SMP e MCX, seja por soluções de integração totalmente personalizadas. A Linkworld possui mais de 20 anos de experiência em produtos de RF e um compromisso com a inovação, o que permitiu o desenvolvimento de conectores miniaturizados, adaptadores e conjuntos de cabos capazes de viabilizar sistemas de RF de nova geração, com alto desempenho e natureza miniaturizada. Trabalhe conosco e você terá acesso à nova tecnologia de miniaturização para aplicar em seus projetos.