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为军用电子产品中的高性能、超可靠射频系统供电

星星科技指导员 来源:militaryembedded 作者:TED PREMA 2022-11-15 14:50 次阅读

军用射频RF) 系统的设计必须能够承受恶劣环境的严苛要求,同时为任务关键型应用实现极高的性能。用于这些射频系统的低烟、零卤素和相位稳定的电缆组件可满足这些高可靠性需求。

射频 (RF) 系统用于为重要的军事电子应用提供动力,例如情报、监视和侦察 (ISR) 系统;通信系统;和电子战 (EW) 套件。这些系统必须非常可靠,并持续提供高性能 - 在地面、空中和海上的非常苛刻、密闭和多变的环境中。这些应用中的每一个都有独特的要求,推动定制射频互连解决方案的开发,以应对特定的挑战。虽然安全在任何这些复杂的军用射频系统的设计中都是第一位的,但性能也必须完美无缺。

例如,电子战系统执行许多关键任务功能,包括防御攻击和提供增强的态势感知。这些系统使用射频信号来定位和识别潜在威胁、景观特征等,包括地面雷达、反导防御、制导系统和类似应用。这些应用中的每一个都完全依赖于高精度数据的连续实时传输。

由于这些系统通常在恶劣的环境条件下运行,因此选择最佳射频互连解决方案的两个最重要的考虑因素包括使用低烟、零卤素电缆和连接器,以及使用针对高温下高相位稳定性而优化的组件。

即使在温度下也能优化相位稳定性

火灾是军用飞机、坦克、轮船和潜艇等密闭空间中最严重的危险之一。火灾会迅速使该区域充满烟雾,模糊能见度,并严重阻碍安全疏散。有毒气体和缺乏可呼吸的空气增加了危险。

如果在这种类型的密闭空间内发生火灾,为射频系统供电的布线和电缆在受到火灾的高温时不会释放有毒或光学致密气体,这一点至关重要。因此,低烟、零卤电缆组件对于空气交换最少空间中的乘客安全至关重要。在密集电缆安装在靠近人类或敏感电子设备的区域尤其如此,这就是为什么军事用户是低烟、零卤素 (LSZH) 标准的首批采用者之一。

在这些环境中执行关键操作的RF系统必须设计为在应用限制范围内尽可能安全地工作。在火灾下,低烟电缆(也称为有限烟雾电缆)以比标准电缆更慢的速度发射光学密度较低的烟雾,使乘员能够离开危险区域并保护消防作业的安全。

氯、氟和溴等卤素通常用作电线电缆中的有效阻燃剂,使电缆能够通过工业阻燃测试。然而,卤素在燃烧时会释放有毒气体,因此零卤电缆是军用电子系统的另一个重要要求。无卤素材料还会产生更清晰、更白的烟雾,以获得更好的能见度,并且不会排放卤素的有毒废气。

环境挑战和相位稳定性

相位是许多军用射频系统(如雷达、导弹防御、电子战和许多其他系统)中检测和测量的关键参数,这些系统依赖于以高精度和一致的速度连续发送和接收射频信号,无论温度如何。当需要相位跟踪时,同轴电缆组件的相位行为会对系统性能产生不利影响,因此,这些RF系统中的组件中的相位必须非常稳定。

例如,许多军用射频应用中使用的电子控制天线使用带有辐射元件阵列的天线来控制天线波束,而不是物理移动天线。发射或接收的波束控制是通过调整阵列中各个天线元件的相位来执行的。天线阵列元件各由高频传输线馈电;呈现给每个阵列元件的信号相位精度取决于电缆组件的相位精度和稳定性。

军用电子系统暴露在极端和高度变化的环境条件下,例如海洋中的腐蚀性盐雾或沙漠中的高温。为了获得有效的性能,无论这些环境因素如何,这些系统中的射频信号都应以最小的延迟和损耗通过任何同轴电缆。由于同轴电缆受到极端低温和高温的影响,它们的相位特性随着温度的变化而变化,电缆之间的相位跟踪或匹配也随之变化。即使是相位关键型应用(例如相控阵天线)中使用的电缆之间的小相位跟踪误差,也会对天线性能产生不利影响。

时代微波提供PhaseTrack低烟(PTLS)电缆组件,旨在满足高性能军用电子应用的低烟,零卤素和相位稳定性要求。同轴电缆具有专有的泡沫聚乙烯混合电介质,称为TF5。这种创新材料具有出色的相位稳定性,温度性能高达+85°C,并且不会像实心或带状包裹的PTFE [聚四氟乙烯]基同轴电缆那样发生相位突然偏移。它消除了称为PTFE膝盖的现象,其中PTFE(也称为特氟龙)在大约18°C时经历结构转变,这实际上改变了材料的介电常数并显着改变了传输信号的延迟。这种非线性现象是PTFE材料分子结构的一种特性,无论电介质制造技术如何进步,都无法消除。

PTLS 系列产品作为完整组件提供,电缆直径从 0.2 到 0.6 英寸不等,适用于从 HF 到 K 波段的所有频率,并包括一个优化版本,可在 Ku 波段频率下实现最小损耗。电缆使用经过验证的低/零烟、零卤护套。

在这些环境中执行关键操作的RF系统必须设计为在应用限制范围内尽可能安全地工作。在火灾下,低烟电缆(也称为有限烟雾电缆)以比标准电缆更慢的速度发射光学密度较低的烟雾,使乘员能够离开危险区域并保护消防作业的安全。

氯、氟和溴等卤素通常用作电线电缆中的有效阻燃剂,使电缆能够通过工业阻燃测试。然而,卤素在燃烧时会释放有毒气体,因此零卤电缆是军用电子系统的另一个重要要求。无卤素材料还会产生更清晰、更白的烟雾,以获得更好的能见度,并且不会排放卤素的有毒废气。

环境挑战和相位稳定性

相位是许多军用射频系统(如雷达、导弹防御、电子战和许多其他系统)中检测和测量的关键参数,这些系统依赖于以高精度和一致的速度连续发送和接收射频信号,无论温度如何。当需要相位跟踪时,同轴电缆组件的相位行为会对系统性能产生不利影响,因此,这些RF系统中的组件中的相位必须非常稳定。

例如,许多军用射频应用中使用的电子控制天线使用带有辐射元件阵列的天线来控制天线波束,而不是物理移动天线。发射或接收的波束控制是通过调整阵列中各个天线元件的相位来执行的。天线阵列元件各由高频传输线馈电;呈现给每个阵列元件的信号相位精度取决于电缆组件的相位精度和稳定性。

军用电子系统暴露在极端和高度变化的环境条件下,例如海洋中的腐蚀性盐雾或沙漠中的高温。为了获得有效的性能,无论这些环境因素如何,这些系统中的射频信号都应以最小的延迟和损耗通过任何同轴电缆。由于同轴电缆受到极端低温和高温的影响,它们的相位特性随着温度的变化而变化,电缆之间的相位跟踪或匹配也随之变化。即使是相位关键型应用(例如相控阵天线)中使用的电缆之间的小相位跟踪误差,也会对天线性能产生不利影响。

时代微波提供PhaseTrack低烟(PTLS)电缆组件,旨在满足高性能军用电子应用的低烟,零卤素和相位稳定性要求。同轴电缆具有专有的泡沫聚乙烯混合电介质,称为TF5。这种创新材料具有出色的相位稳定性,温度性能高达+85°C,并且不会像实心或带状包裹的PTFE [聚四氟乙烯]基同轴电缆那样发生相位突然偏移。它消除了称为PTFE膝盖的现象,其中PTFE(也称为特氟龙)在大约18°C时经历结构转变,这实际上改变了材料的介电常数并显着改变了传输信号的延迟。这种非线性现象是PTFE材料分子结构的一种特性,无论电介质制造技术如何进步,都无法消除。

PTLS 系列产品作为完整组件提供,电缆直径从 0.2 到 0.6 英寸不等,适用于从 HF 到 K 波段的所有频率,并包括一个优化版本,可在 Ku 波段频率下实现最小损耗。电缆使用经过验证的低/零烟、零卤护套。

在这些环境中执行关键操作的RF系统必须设计为在应用限制范围内尽可能安全地工作。在火灾下,低烟电缆(也称为有限烟雾电缆)以比标准电缆更慢的速度发射光学密度较低的烟雾,使乘员能够离开危险区域并保护消防作业的安全。

氯、氟和溴等卤素通常用作电线电缆中的有效阻燃剂,使电缆能够通过工业阻燃测试。然而,卤素在燃烧时会释放有毒气体,因此零卤电缆是军用电子系统的另一个重要要求。无卤素材料还会产生更清晰、更白的烟雾,以获得更好的能见度,并且不会排放卤素的有毒废气。

环境挑战和相位稳定性

相位是许多军用射频系统(如雷达、导弹防御、电子战和许多其他系统)中检测和测量的关键参数,这些系统依赖于以高精度和一致的速度连续发送和接收射频信号,无论温度如何。当需要相位跟踪时,同轴电缆组件的相位行为会对系统性能产生不利影响,因此,这些RF系统中的组件中的相位必须非常稳定。

例如,许多军用射频应用中使用的电子控制天线使用带有辐射元件阵列的天线来控制天线波束,而不是物理移动天线。发射或接收的波束控制是通过调整阵列中各个天线元件的相位来执行的。天线阵列元件各由高频传输线馈电;呈现给每个阵列元件的信号相位精度取决于电缆组件的相位精度和稳定性。

军用电子系统暴露在极端和高度变化的环境条件下,例如海洋中的腐蚀性盐雾或沙漠中的高温。为了获得有效的性能,无论这些环境因素如何,这些系统中的射频信号都应以最小的延迟和损耗通过任何同轴电缆。由于同轴电缆受到极端低温和高温的影响,它们的相位特性随着温度的变化而变化,电缆之间的相位跟踪或匹配也随之变化。即使是相位关键型应用(例如相控阵天线)中使用的电缆之间的小相位跟踪误差,也会对天线性能产生不利影响。

时代微波提供PhaseTrack低烟(PTLS)电缆组件,旨在满足高性能军用电子应用的低烟,零卤素和相位稳定性要求。同轴电缆具有专有的泡沫聚乙烯混合电介质,称为TF5。这种创新材料具有出色的相位稳定性,温度性能高达+85°C,并且不会像实心或带状包裹的PTFE [聚四氟乙烯]基同轴电缆那样发生相位突然偏移。它消除了称为PTFE膝盖的现象,其中PTFE(也称为特氟龙)在大约18°C时经历结构转变,这实际上改变了材料的介电常数并显着改变了传输信号的延迟。这种非线性现象是PTFE材料分子结构的一种特性,无论电介质制造技术如何进步,都无法消除。

PTLS 系列产品作为完整组件提供,电缆直径从 0.2 到 0.6 英寸不等,适用于从 HF 到 K 波段的所有频率,并包括一个优化版本,可在 Ku 波段频率下实现最小损耗。电缆使用经过验证的低/零烟、零卤护套。

审核编辑:郭婷

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