（本页是纯文字版，点此阅读完整版全文）

新一代射频连接：军用和航空电子设备中高密度多端口连接器的兴起

Matthew Radicchi，Times Microwave Systems

随着军用和航空电子系统的不断发展，对更高频率和更小空间内更高密度的连接需求推动了射频互连技术的重大转变。现代飞机和国防系统需要更小、更轻、更能支持越来越高频率的组件，同时还要在极端环境下保持性能。与此同时，航空电子平台也被推向极限，现在的机身不仅要支持十几个天线，有时还要支持数百个天线阵元。随着信号路径的成倍增加以及系统向超过30GHz的毫米波频率推进，传统的连接器已不能满足需要。在南宫在线官方网 频率范围内运行的现代关键任务环境中，它们在尺寸、重量和安装方面都面临挑战。因此，迫切需要坚固耐用、可扩展的互连器件来支持当今的高性能国防装备。

为了满足这些日益增长的需求，特别是电子战、雷达、监视和反制系统的需求，多端口连接器作为一种紧凑、轻便和高性能的替代产品应运而生。这些系统在防御和态势感知方面发挥着重要作用，其中实时数据传输、信号完整性和系统可靠性是必不可少的。多端口连接器具有更好的EMI/EMC性能，可减少安装错误并简化维护，这些都是平台模块化程度更高、工作频率更高的重要因素。

现代射频系统的SWaP要求

不断提高的工作频率和严格的空间要求推动了航空电子和航天工业关键任务系统对射频互连不断发展的要求。这些系统需要能在极端环境下保持信号完整性和可靠性的高密度微型连接器。在这一演变过程中，设计考虑的因素包括尺寸、重量和功率（SWaP）。射频元件必须满足这些要求，以更小、更轻、更省电的形式提供高性能，同时在恶劣的关键任务环境中保持可靠性。

对SWaP的关注是出于优化当今机身系统的需要。更小、更轻的组件可减轻整个系统的重量，从而提高有效载荷能力、延长任务持续时间并提高平台灵活性。这些组件必须满足复杂的电气要求，如低信号损耗和精确的阻抗匹配，以及对冲击、振动和热循环的严格机械要求。此外，它们还必须在极端环境条件下可靠运行，从高海拔温度变化到电磁干扰暴露。

向轻型解决方案发展

对SWaP优化的日益重视改变了同轴电缆的设计，Times Microwave Systems将MilTech^®发展到MilTech轻型组件就证明了这一点。这一变化在不影响信号完整性或环境适应性的前提下减轻了重量，同样的进步也必须发生在连接器上。通过从传统连接器过渡到先进的解决方案，系统设计人员可以实现高频应用所需的性能，同时在狭小空间内保持可靠的电气和机械连接。这一演变表明，连接器技术的发展与其所支持的系统密切相关，其轻便小巧的外形对于满足现代机身和航空电子系统的高密度要求至关重要。

传统射频连接器的局限性

几十年来，传统射频连接器（如螺纹设计）在军事和航空航天应用中发挥了可靠的作用。它们的耐用性和机械稳定性使其在许多情况下仍然是一个强有力的选择。然而，随着国防和航空电子系统在缩小体积的同时向更高频率发展，这些传统连接器越来越多地超出了其最初的设计极限。

在高频率下工作会带来多种信号完整性挑战。较短的波长对连接器的设计提出了更高的要求，以保持信号完整性，同时要求严格的尺寸公差，以尽量减少反射和损耗。随着频率的升高，阻抗失配的危害也越来越大，即使是微小的瑕疵也会占到信号波长的更大比例。由于集肤效应会导致电流集中在导体表面附近，信号衰减或插入损耗也会随着频率的升高而增加。这导致传输路径上的电阻增大、能量损耗增加。

除了电气方面的限制，传统连接器在高密度环境中还会带来机械和集成方面的挑战。螺纹连接机制虽然安全，但每次连接都需要手动啮合。在有几十个甚至上百个互连器件的系统中，这会导致安装时间延长、维护复杂性增加以及连接错误的风险增大。此外，多个螺纹连接器的占用空间和累积重量也会成为满足现代SWaP要求的障碍。

随着下一代军用和航空电子平台在接近40GHz的频率范围内支持更多的天线、传感器和数据通道，其复杂性不断增加，传统射频连接器的局限性变得显而易见。在这些环境中，先进的连接器技术可以提高电气性能、减小尺寸和重量并简化安装，从而更好地满足现代系统的高频率、高密度需求。这些连接器的应用范围从战斗机到无人驾驶飞行器，可实现更小、更轻、更灵活的航空电子系统。

多端口连接器：现代航空电子设备的关键

如图1所示，单个多端口连接器将多个连接整合为一个单元。多端口连接器有助于实现紧凑的系统设计。减少单个连接器有助于减轻重量并降低安装复杂性。用户可以一次配接多个电缆组件，而不必在每根电缆上穿单个连接器，同时还能保持关键的性能，如振动处理。

在这些环境中使用连接器的其他主要考虑因素包括：

重量：燃料效率的提高有赖于重量的减轻，而频率要求的演变则推动了重量越来越轻、体积越来越小、精度越来越高的射频技术的发展。

密度：军用航空电子设备中天线阵列的增加要求相应增加电子盒的部署和互连，同时工作频率的提高也要求采用先进的高密度互连技术。

冲击和振动：机载天线连接器的振动产生的微噪声会影响射频信号的完整性。要实现稳健的性能，就必须尽量减小电缆与连接器之间的间隙，以增强抗震能力，而弹簧加载接口则提供了一种降低噪音和防止接触电镀退化的解决方案，从而改善电气和机械特性。

温度：高海拔、高速和高频率对温度的要求使材料的考虑变得更加复杂。

维护和使用：飞机外部天线容易损坏，需要快速维修。遗憾的是，它们在航空电子系统中的可及性往往很差，导致复杂而漫长的维护工作。

利用多端口解决方案克服挑战

为了解决这些安装难题，时代南宫在线官方网 系统公司开发了一系列多端口连接器，用弹簧推入式连接取代螺纹连接。其M8^®和Mini Multiport等多端口连接器提供了螺纹连接器的紧凑型替代方案，可实现更高的电缆密度并减小尺寸和重量，从而达到SWaP目标。键控配置提高了安装精度，最大限度地降低了错接风险。它们专为高振动环境设计，具有EMI屏蔽性能。与传统连接器不同，它们还支持同轴、光纤和八触点选项，是现代系统（如飞机）的多功能解决方案。

该产品系列的演变反映了模块化射频技术的不断创新，最新的变体产品专为应对特定应用挑战而设计，同时确保在苛刻环境中的关键任务性能。

射频互连的未来

如今，从超音速战斗机到舰载机，数以万计的多端口解决方案服务于关键任务平台，在严苛的环境中飞行了数十万小时。这些结构紧凑、坚固耐用的连接器通过增强EMI屏蔽、简化安装和最大限度地提高空间利用率，重新定义了射频互连。

随着军事和航空航天系统对更小、更轻和更高性能组件的追求，传统连接器已无法满足现代的SWaP、频率和可靠性要求。多端口连接器（如M8）已成为下一代性能的推动者，为射频连接提供了一种紧凑、坚固和可扩展的方法。通过简化安装、提高信号完整性和承受恶劣的环境条件，这些连接器可帮助国防和航空航天平台保持最高的战备状态和性能。

图1 多端口连接器示例。