Sotilas- ja kaupallisissa avioniikkasovelluksissa käytettävä radiotaajuusteknologia (RF) asettaa painon alenemisen etusijalle polttoainetehokkuuden parantamiseksi ja samalla tiukat sähkö- ja mekaaniset turvallisuusvaatimukset. Pieni häviö, vaiheen vakaus ja korkea suorituskyky isku- ja tärinäympäristöissä edellyttävät materiaalien, rakenteen ja huollon huolellista arviointia koon pienentämisen tasapainottamiseksi.
Nykypäivän monimutkaiset taajuuskaistavaatimukset – mukaan lukien 5G, uudet ja päivitetyt satelliittiviestintäjärjestelmät (SATCOM), Bluetoothia käyttävät mittarilentomenettelyt (IFP) jne. – luovat lisää kevyitä, pieniä ja erittäin tarkkoja radiotaajuuksia (RF) ) Ratkaisun kysyntä.
Joissakin tapauksissa nämä järjestelmät toimivat jopa 90 GHz:n taajuuksilla. Avioniikkateollisuus tarvitsee pienihäviöisiä, korkeita lämpötiloja kestäviä ja erittäin joustavia kaapeleita navigointiin, törmäysten välttämiseen ja viestintäjärjestelmien viestintään GPS:ssä, automaattiseen riippuvaiseen valvontalähetykseen (ADS-B), satelliittiviestintään ja ilmasta maahan. sovellukset.
Avioniikkasovellusten tila on myös rajallinen, koska niiden on mukauduttava laajempiin sovellusvaatimuksiin koko laitteessa. Kun taajuudet kasvavat ja liitäntäkoot pienenevät pienempiä aallonpituuksia varten, näihin sovelluksiin on perinteisesti käytetty puolijäykkiä ratkaisuja. Nämä hyvin pienet komponentit kuitenkin haurastuvat, mikä tekee asennuksesta vaikean ja mahdotonta vianmäärityksen.
Erittäin joustavia ja tehokkaita kaapeleita voidaan käyttää tiiviisti pakattuihin avoimen laatikon sovelluksiin; Tämä joustava komponentti voidaan taivuttaa kapeiden kulmien ympäri ja se on hyvin lähellä liitintä minimoimaan tilankäyttöä, säästämään tilaa ja yksinkertaistamaan kaapelin reititystä ahtaissa tiloissa. Joustavan kaapelin ei tarvitse suojata liittimen takaosaa ja yksinkertaistaa huoltoa.
Lennon aikana erittäin voimakas tärinä voi painaa piirilevyn laitteistoa. Yhteenkytkentäjärjestelmien on minimoitava kaapeleiden ja liittimien välinen tila, jotta ne kestävät voimakasta tärinää.
Ammenna inspiraatiota kaupallisista ilmainnovaatioista
Urban Air Transportation (UAM) on konsepti turvallisesta ja tehokkaasta lentoliikennejärjestelmästä, joka käyttää pitkälle automatisoituja lentokoneita matkustajien tai rahdin ohjaamiseen ja kuljettamiseen matalilla alueilla kaupungeissa ja esikaupunkialueilla. Useimmat UAM-ajoneuvot toimivat alle 10 000 jalan korkeudessa, ja akun teho rajoittaa niiden korkeutta ja kestävyyttä. Teknologian kehittyessä liikkeessä olevien UAM:ien tiheys kasvaa, ja "parveiluksi" kutsutussa tilanteessa niiden ADS-järjestelmien on kommunikoitava jatkuvasti välttääkseen törmäyksiä. Nämä järjestelmät ovat vahvasti riippuvaisia antenneista ja suurtaajuisista lähetin-vastaanottimista, jotta anturit voivat kommunikoida keskenään, joten pienihäviöiset, luotettavat ja kevyet kaapelit ovat välttämättömiä luotettavalle tiedonsiirrolle.
Jatkokehityksiä ovat AAM-ratkaisut, jotka perustuvat UAM-konseptiin ja joiden sovellukset toimivat kaupunkiympäristön ulkopuolella jakeludroneista sähköisiin pystysuoraan nousu- ja laskusovelluksiin (eVTOL). Kuten sähköajoneuvot, eVTOL-ohjauslaitteet toimivat ajoneuvon teholla ja akku on painava, joten paino on tärkeä näkökohta. Siksi nämä tekniikat vaativat edistyneitä ratkaisuja uusiin vaatimuksiin, samalla kun ne noudattavat edeltäjiään vuosikymmeniä hallinneita koko- ja painoperiaatteita.
UAV avioniikka
Toinen nopeasti kasvava avioniikka-ala on miehittämättömät ilma-alukset (UAV). Jotkut droonit ovat melko yksinkertaisia ja käyttävät yhtä datalinkkiä, mikä vaatii suhteellisen yksinkertaisen RF-yhdysliikenneratkaisun. Hyperäänitekniikan käyttöönoton myötä joidenkin näistä droneista on kuitenkin jopa 5 Mach nopeudet, mikä lisää korkeiden lämpötilojen vaatimuksia. Mitä korkeampi korkeus, sitä suurempi nopeus, sitä suurempi taajuus ja sitä monimutkaisempi ongelma aineellisesta näkökulmasta. Nämä ongelmat voidaan ratkaista dielektrillä; lisäksi on mahdollista käyttää kvartsimateriaaleja dielektrisinä aineina hypersonic-sovelluksiin.
Viime kädessä rakenteen suunnittelijan on ymmärrettävä ympäristö, dronin korkeusvaatimukset, mitä elinikää tarvitaan, kuinka usein huolto on sallittua ja mikä testiympäristö on käytettävissä. Kantavatko droonit esimerkiksi elektronisen sodankäynnin (EW) järjestelmiä tai sähköisiä tiedustelujärjestelmiä, vai onko hyötykuorma puhtaasti datalinkkejä ja videota?
Oikea liitäntä
Keskeinen näkökohta ilmailutekniikan RF-yhteenliittämisessä on dielektrisyys ja se, miten se käyttäytyy kyseisessä ympäristössä saavuttaessaan tasapainon ympäröivän ympäristön kanssa. Esimerkiksi tietyllä lentokorkeudella lentokone tuottaa enemmän tyhjiöympäristöä, joka tarjoaa kaasunpoistoolosuhteet eristeille ja muille elektronisille materiaaleille. Kun kone palaa maahan, kaapeli on periaatteessa tyhjiö. Kaikki sen ympärillä olevat nesteet tai kaasut absorboituvat dielektriseen aineeseen, ja ne tiivistyvät uudelleen siihen. Tuolloin dielektrit olivat kuin sieniä: ainoa tapa poistaa epäpuhtaudet oli paistaa ne. Tämä ei tietenkään ole mahdollista lentokoneen sisällä, joten höyrysaumaus on myös välttämätön huippuluokan, korkean suorituskyvyn ja korkean korkeuden sovelluksissa.
On monia tekijöitä, jotka on otettava huomioon oikeaa RF-yhdysliikenneratkaisua suunniteltaessa. Esimerkiksi polyeteeni parantaa liekinkestävyyttä ja liekinkestävyyttä; ulko- tai sisätiloihin se on erittäin hyvä johdotusvalinta palosuojatulla UL-sertifiointivaipalla. Huomautus: Polyuretaanit voivat olla joustavampia, mutta niitä ei voi käyttää miehitetyissä ympäristöissä.
Lentokoneen rungossa käytetään yleensä korkeita lämpötiloja kestäviä PTFE (synteettinen fluoripolymeeri) dielektrisiä kaapeleita, jotka voidaan yhdistää PTMP (polyesterimuovi) nauhakäämitykseen erittäin pienellä häviöllä, joka on suurempi kuin standardi. Tämän tyyppistä ratkaisua voidaan käyttää 50 GHz:iin tai sitä korkeampaan taajuuteen asti. Lämpötila-alueen yläpäässä jotkin piidioksidikaapelit ovat jopa 800 °C tai korkeampia.
Liittimen optimointi
Lopullisena tavoitteena on optimoida liittimen mekaaninen, ympäristöllinen ja sähköinen suorituskyky ja tehdä siitä erittäin helppo asentaa. Valittavana on useita alumiini- ja muoviliittimiä painon pitämiseksi kevyenä.
Teollisuus käyttää Delriniä ja muita materiaaleja muovien kehittämiseen, mukaan lukien kierreliittimet, pikaliittimet ja pistinliittimet. Muita ultrakevyiden ratkaisujen tutkimus- ja kehitystyötä on meneillään, mukaan lukien modulaariset liitinratkaisut muoviliittimillä ja työkaluratkaisuilla. Tämä menetelmä helpottaa ylläpitoa ja antaa käyttäjille mahdollisuuden ratkaista ongelmat suoraan paikan päällä.
Työkalut voivat yksinkertaistaa kokoamista
Kun sinun on asennettava RF-yhdysliikenneratkaisuja jälkimarkkinoille tai suoritettava huoltotöitä paikan päällä, voit käyttää työkaluja terien sijaan paikan päällä, mikä tekee asennuksesta paikan päällä turvallisempaa ja helpompaa kiistanalaisilla alueilla.
Tämä Times Microwave Systemsin kaltaisten yritysten lähestymistapa antaa kaikille mahdollisuuden käyttää samoja työkaluja kaapelissa samaan sovellukseen sen sijaan, että useat teknikot käyttävät erilaisia työkaluja ja tekniikoita.
Times Microwave Systems tarjoaa InstaBend (IB) 047:n, joka on kompakti, vaihestabiili, erittäin joustava miniatyyri koaksiaalikaapeli. Tämä korkean suorituskyvyn kaapeli suunniteltiin alun perin avaruuslentojen sovelluksiin, ja se voidaan helposti mukauttaa tiheästi pakattuihin koteloihin.
