טכנולוגיית תדר רדיו (RF) המשמשת ביישומי אוויוניקה צבאיים ומסחריים נותנת עדיפות להפחתת משקל כדי לשפר את יעילות הדלק תוך עמידה בדרישות בטיחות חשמליות ומכניות מחמירות. אובדן נמוך, יציבות פאזה וביצועים גבוהים בסביבות זעזועים ורעידות דורשים הערכה קפדנית של חומרים, מבנה ותחזוקה כדי לאזן את הקטנת ההיקף.
הדרישות המורכבות של רצועת התדרים של היום - כולל 5G, מערכות תקשורת לווייניות חדשות ומשודרגות (SATCOM), מערכות נהלי טיסת מכשירים (IFP) המשתמשות ב-Bluetooth וכו' - יוצרות תדר רדיו קל משקל נוסף, קטן ובדיוק גבוה (RF) ) הדרישה לפתרון.
במקרים מסוימים, מערכות אלו פועלות בתדרים של עד 90 גיגה-הרץ. תעשיית האוויוניקה זקוקה לכבלים בעלי אובדן נמוך, עמידים לטמפרטורות גבוהות וגמישות במיוחד עבור ניווט, הימנעות מהתנגשויות ותקשורת מערכת תקשורת ב-GPS, שידורי מעקב תלויים אוטומטיים (ADS-B), תקשורת לוויינית ואוויר-קרקע. יישומים.
גם המקום ליישומי אוויוניקה מוגבל, מכיוון שהם צריכים להתאים לדרישות יישומים נוספות במכשיר כולו. ככל שהתדרים גדלים וגדלי החיבורים פוחתים כדי להכיל אורכי גל קטנים יותר, פתרונות חצי קשיחים שימשו באופן מסורתי עבור יישומים אלה. עם זאת, רכיבים קטנים מאוד אלה הופכים שבירים, מה שהופך את ההתקנה לקשה ובלתי אפשרית לפתרון בעיות.
ניתן להשתמש בכבלים גמישים ביותר ובעלי ביצועים גבוהים עבור יישומי קופסה פתוחה צפופה; ניתן לכופף את הרכיב הגמיש הזה סביב פינות צרות והוא קרוב מאוד למחבר כדי למזער את תפוסת המקום, לחסוך במקום ולפשט את ניתוב הכבלים בחללים צרים. הכבל הגמיש אינו צריך להגן על גב המחבר ולפשט את התחזוקה.
בטיסה, רטט גבוה במיוחד יכול להפעיל לחץ על חומרת המעגל. מערכות קישוריות צריכות למזער את הרווח בין הכבלים והמחברים כדי לעמוד בפני רעידות גבוהות.
שאו השראה מחדשנות אווירית מסחרית
תחבורה אווירית עירונית (UAM) היא תפיסה של מערכת תחבורה אווירית בטוחה ויעילה שתשתמש במטוסים אוטומטיים במיוחד להפעלת והובלת נוסעים או מטענים באזורים בגובה נמוך בערים ובפרברים. רוב רכבי ה-UAM יפעלו מתחת לגובה של 10,000 רגל, וכוח הסוללה מגביל את הגובה והסיבולת שלהם. עם התפתחות הטכנולוגיה, הצפיפות של UAMs בתנועה תגדל, ובמצב שנקרא "swarming", מערכות ה-ADS שלהם יצטרכו לתקשר באופן רציף כדי למנוע התנגשויות. מערכות אלו מסתמכות במידה רבה על אנטנות ומקלטי משדר בתדר גבוה כדי לאפשר לחיישנים לתקשר זה עם זה, ולכן כבלים בעלי אובדן נמוך, אמינים וקלי משקל חיוניים לתקשורת אמינה.
פיתוחים נוספים כוללים פתרונות תעבורה אווירית מתקדמים (AAM), המבוססים על תפיסת ה-UAM ושהיישומים שלהם יפעלו מחוץ לסביבות עירוניות, החל מרחפני אספקה ועד ליישומי המראה ונחיתה אנכיים חשמליים (eVTOL). בדומה לרכבים חשמליים, מכשירי הבקרה של eVTOL פועלים על כוח על הסיפון והסוללה כבדה, כך שהמשקל הוא שיקול חשוב. לכן, טכנולוגיות אלו דורשות פתרונות מתקדמים כדי לעמוד בדרישות חדשות, תוך הקפדה על עקרונות הגודל והמשקל ששלטו בקודמותיהן במשך עשרות שנים.
כטב"ם אוויוניקה
תחום נוסף שצומח במהירות של אוויוניקה הוא תחום כלי הטיס הבלתי מאוישים (מל"ט). חלק מהמל"טים פשוטים למדי ומשתמשים בקישור נתונים בודד, מה שדורש פתרון חיבור RF פשוט יחסית. עם זאת, עם כניסת הטכנולוגיה ההיפרסונית, לחלק מהרחפנים הללו יש מהירויות גבוהות כמו מאך 5, מה שמגביר את הדרישות לטמפרטורות גבוהות. ככל שהגובה גבוה יותר, המהירות גבוהה יותר, התדירות גבוהה יותר, והבעיה מורכבת יותר מנקודת מבט החומרית. ניתן לפתור בעיות אלו באמצעות דיאלקטריות; בנוסף, ניתן גם להשתמש בחומרי קוורץ כדיאלקטריים ליישומים היפרסוניים.
בסופו של דבר, האדם שמתכנן את המבנה צריך להבין את הסביבה, את דרישות הגובה של המל"ט, מהי תוחלת החיים הדרושה, באיזו תדירות תחזוקה מותרת ואיזו סביבת בדיקה זמינה. לדוגמה, האם המל"טים ישאו מערכות לוחמה אלקטרונית (EW) או מערכות מודיעין אלקטרוניות, או האם המטען יהיה אך ורק קישורי נתונים ווידאו?
חיבור נכון
שיקול מרכזי לחיבור RF של אוויוניקה הוא הדיאלקטרי וכיצד הוא מתנהג בסביבה זו כאשר הוא מגיע לשיווי משקל עם הסביבה הסובבת. לדוגמה, בגובה טיסה מסוים, מטוס יפיק יותר סביבת ואקום כדי לספק תנאי הסרת גז עבור דיאלקטריים וחומרים אלקטרוניים אחרים. כאשר המטוס חוזר לקרקע, הכבל הוא בעצם ואקום. כל נוזל או גז סביבו ייספגו בדיאלקטרי, והם יתעבו בו שוב. אז, דיאלקטריים היו כמו ספוגים: הדרך היחידה להסיר מזהמים הייתה לאפות אותם. ברור שזה לא אפשרי בתוך המטוס, ולכן איטום קיטור חיוני גם ליישומים מתקדמים ובעלי ביצועים גבוהים בגובה רב.
ישנם גורמים רבים שיש לקחת בחשבון בעת תכנון הפתרון הנכון לחיבור RF. לדוגמה, פוליאתילן משפר את עמידות הלהבה ועמידות הלהבה; עבור סביבות חיצוניות או פנימיות, זוהי בחירת חיווט טובה מאוד עם מעטפת אישור UL מעכב בעירה. הערה: פוליאוריטן יכול להיות גמיש יותר, אך לא ניתן להשתמש בהם בסביבות מאוישות.
מבחינת מסגרת האוויר, נעשה שימוש בדרך כלל בכבלים דיאלקטריים מסוג PTFE (פלואורופולימר סינתטי) עמידים לטמפרטורה, וניתן לשלבם עם פיתול סרט PTMP (פוליאסטר פלסטיק) עם אובדן נמוך מאוד גבוה מהסטנדרט. ניתן להשתמש בפתרון מסוג זה עד 50 GHz ומעלה. בקצה הגבוה של טווח הטמפרטורות, כמה כבלי סיליקה מדורגים עד 800 מעלות צלזיוס ומעלה.
אופטימיזציה של מחברים
המטרה הסופית היא לייעל את הביצועים המכניים, הסביבתיים והחשמליים של המחבר ולהקל מאוד על ההתקנה. יש מגוון של מחברי אלומיניום ופלסטיק לבחירה כדי לשמור על משקל קל.
התעשייה משתמשת בדלרין ובחומרים אחרים לפיתוח פלסטיק, כולל מחברים עם הברגה, מחברי הצמד ומחברי כידון. מחקר ופיתוח אחרים של פתרונות אולטרה-לייט נמצאים בעיצומם, כולל פתרונות מחברים מודולריים עם פתרונות צימוד פלסטיק וכלי עבודה. שיטה זו תקל על תחזוקה ותאפשר למשתמשים לפתור בעיות ישירות באתר.
כלים יכולים לפשט את ההרכבה
כאשר אתה צריך להתקין פתרונות חיבור RF בשוק האפטר או לבצע עבודות תחזוקה באתר, אתה יכול להשתמש בכלים במקום להשתמש בלהבים באתר, מה שהופך את ההרכבה באתר לבטוחה וקלה יותר באזורים שעלולים להיות במחלוקת.
גישה זו של חברות כמו Times Microwave Systems מאפשרת לכולם להשתמש באותם כלים על הכבל עבור אותו יישום, במקום מספר טכנאים המשתמשים בסוגים שונים של כלים וטכניקות.
Times Microwave Systems מציעה את InstaBend (IB) 047, שהוא כבל קואקסיאלי קומפקטי, יציב פאזה וגמיש במיוחד. כבל בעל ביצועים גבוהים זה תוכנן במקור עבור יישומי טיסה בחלל וניתן להתאים אותו בקלות ליישומים ארוזים צפופים.
