Connettori multiporta: soluzioni di interconnessione ad alta densità

Connettori multiporta: soluzioni di interconnessione ad alta densità

Definizione e panoramica

I connettori multiporta integrano più contatti coassiali in un unico modulo, consentendo una maggiore densità di interconnessione e riducendo al contempo i tempi di installazione. Questi connettori riducono anche l'ingombro e la complessità complessivi del sistema. Nella scelta di un connettore multiporta, è necessario considerare fattori quali la gamma di frequenza richiesta, l'integrità del segnale e i vincoli di spazio: questi sono elementi chiave per una selezione specifica per l'applicazione.

Vantaggi del sistema e standardizzazione

Grazie alla standardizzazione delle cavità di contatto, i cavi coassiali RF/multiporta consentono un'integrazione flessibile di moduli RF (coassiali, twinax, triax, ecc.), moduli in fibra ottica e contatti per segnali non RF all'interno dello stesso connettore, a seconda delle dimensioni dei contatti. Ad esempio, i contatti coassiali ad alta frequenza D38999 da CC a 40 GHz di Amphenol SV Microwave permettono di continuare a utilizzare i connettori D38999 estendendone al contempo l'applicazione alle linee di trasmissione a microonde.

Problemi di accoppiamento e progressi dei test

Nel suo rapporto IMS2024, David Shaff, direttore RF/Microonde presso Bishop & Associates, ha osservato che, sebbene la tendenza per gli assemblaggi multi-porta multi-coassiali sia lineare (continuo) o come inserti coassiali installati in connettori multicavità, e le interfacce come SMPM e SMPS/SMP3 siano state standardizzate, permangono preoccupazioni sull'interconnessione a causa delle differenze nella profondità dell'incavo/interfaccia coassiale tra i produttori. Tuttavia, ha aggiunto: "Diversi fornitori hanno eseguito con successo test interconnessi su assemblaggi D38999 che utilizzano interfacce SMPM per contatti di dimensioni 16 (e possibilmente dimensioni di cavità maggiori) che coinvolgono vibrazioni, ecc. I rapporti non sono ancora pubblici, ma i fornitori saranno fornitori comuni per VITA67 e SOSA." Inoltre, le soluzioni coassiali per cavità di contatto di piccole dimensioni 20 (operanti fino a 110 GHz) in MIL-PRF-24308, MIL-DTL-38999 (tutte e quattro le serie) e persino il nuovo connettore circolare MIL-DTL-32689, sono ancora considerate a fornitore unico.

Principali fornitori e tipologie di prodotto

Diverse aziende, tra cui Radiall, Amphenol SV Microwave, Amphenol CIT, Southwest Microwave, SOURIAU (Eaton) e TE Connectivity, offrono connettori per cavi coassiali per applicazioni multiporta, conformi agli standard MIL-STD-38999 (circolare), MIL-DTL-24308 (rettangolare) e persino ARINC-600, che possono essere installati da utenti esperti. Inoltre, molti fornitori come Samtec, HUBER+SUHNER e Rosenberger offrono principalmente prodotti multiporta come unità preassemblate. La figura seguente mostra un tipico cavo coassiale multiporta autonomo di Radiall.

Considerazioni di progettazione

• Standard: I connettori multiporta utilizzati nei sistemi militari e avionici ad alta frequenza devono soddisfare o superare le specifiche elettriche, meccaniche e ambientali dei tradizionali connettori coassiali che sostituiscono. La progettazione basata sulle specifiche dei connettori militari standard del settore ha portato all'utilizzo di connettori MIL-DTL-38999 negli assemblaggi commerciali, nonché di versioni che utilizzano connettori MIL-DTL-24308 standard e personalizzati. Le soluzioni multistrato e quelle con inserti collegati includono gli assemblaggi Combo-D impilati (con inserti MIL) e ARINC.

• Montaggio: Gli alloggiamenti dei connettori vengono montati in base ai loro equivalenti non coassiali, che variano a seconda della serie di connettori. I connettori multiporta per montaggio a pannello possono presentare terminazioni per PCB. Nota: i segnali RF generalmente non sono adatti a terminazioni a 90° e occorre considerare l'impedenza delle tracce del PCB. In alternativa, è possibile instradare le connessioni verso altre posizioni sul PCB o verso componenti interni, il che richiede la conoscenza delle prestazioni elettriche di tali connessioni.

• Accoppiamento: L'accoppiamento multiporta è identico all'accoppiamento standard. Può essere realizzato tramite accoppiamento cieco in linea, accoppiamento a vite o meccanismi push-pull. Questo rappresenta un vantaggio fondamentale, poiché viene accoppiata una sola coppia di connettori anziché numerose coppie di connettori RF individuali.

• Gamma di frequenza: Le prestazioni in frequenza dipendono dai cavi e dal PCB utilizzati. Di per sé, il cablaggio coassiale multiporta copre in genere la gamma da CC a 20 GHz; tuttavia, assemblaggi unici (spesso miniaturizzati) con componenti e cavi appropriati possono raggiungere frequenze operative fino a 125 GHz.

• Impedenza: La maggior parte dei connettori multiporta ha un'impedenza di 50 Ω.

• Posizione e numero dei porti: I connettori a livello di scheda sono disponibili in configurazioni a 2, 4 e 6 porte, con varie opzioni di dimensioni.

• Robustezza: I connettori multiporta utilizzati nelle applicazioni militari/aerospaziali devono resistere a forti urti e vibrazioni, ampi intervalli di temperatura e funzionare in condizioni di quasi vuoto ad alta quota.

• Esempio di connessione rapida: I cablaggi multiporta a connessione rapida di Amphenol CIT sono dotati di interfacce RF a innesto rapido progettate per ridurre tempi e costi per gli integratori senza compromettere l'affidabilità o le prestazioni. Supportano le stesse specifiche critiche di frequenza operativa, perdita di ritorno e schermatura RF delle tradizionali interfacce filettate a punto singolo come SMA e SMK/2,92 mm.

Mercati e applicazioni

I connettori multiporta sono ampiamente utilizzati nei settori militare/aerospaziale, delle telecomunicazioni, medicale e industriale. Le applicazioni commerciali includono sistemi militari e avionici, servizi di TV via cavo e internet, automazione industriale, strumentazione e apparecchiature di collaudo.

Prodotto rappresentativo: Serie di forni a microonde multiporta Times

I connettori Multi-Port (M8) e Mini Multi-Port (MMP) di Times Microwave Systems sono soluzioni di interconnessione ad alta densità progettate per garantire prestazioni robuste in ambienti estremi, conformi agli standard MIL-T-81490 e MIL-C-87104. Il connettore M8 supporta frequenze fino a 20 GHz, mentre l'MMP arriva fino a 40 GHz. Entrambi sono dotati di alloggiamenti sigillati, interfacce a molla e sistemi di accoppiamento a vite, offrendo un'eccellente schermatura, basse perdite di inserzione e un'elevata affidabilità in presenza di vibrazioni e stress termico. Sono ideali per sistemi aeronautici e altre applicazioni che richiedono elevata durabilità.