Heute haben unbemannte Fahrzeuge wegen optimierter Energiequellen und geringerem Gewicht eine größere Reichweite, der Bau von Weltraum-Satelliten erfolgt mittels kompakter leichter Materialien, um die Startkosten zu verringern und chirurgische Eingriffe sind minimal invasiv dank Robotik und Videotools.

SSBP-Kontakte

Bild 1: Größenvergleich SSBP-Kontakt vs. Millimeter-Wellen Transmissionline A. Die maximale Frequenz hängt von der Kontaktgröße und dem Kabel ab. Globes

Doch anders als sich die Endgeräte in Funktion und Form schnell weiterentwickelten, haben die koaxialen Mikrowellen-Steckverbinderlösungen in den komplexen Interconnect-Systemen nur langsam Schritt gehalten, um diese neuentwickelten Technologien zu unterstützen.

Eine Frage der Kosten

Im Zeitalter der Miniaturisierung gibt es berechtigte Bedenken wegen der schweren und platzgreifenden individuellen Montage von Steckern. Aufwändige Kabelbäume für dieses Labyrinth an Verbindungs-Systemen zu konstruieren, würde eine Kostenexplosion verursachen. Doch ohne diese wäre die Wartung im Feld aufwändig und teuer. Um die Anforderungen wegen der verschiedenen verwendeten Frequenzen in den heutigen Elektronikgeräten zu erfüllen, ist normalerweise ein breites Steckverbinderspektrum notwendig, wodurch jedoch die Kosten sowie der Platz für Leiterplatten und Panels steigen.

Zudem gibt es Qualitätsprobleme bei den Steckverbindern, die die Zuverlässigkeit negativ beeinflussen. Nur gesteckte Standard-Steckverbinder können sich in rauer Umgebung unter Vibration oder Stoß lösen. Schlechte Massekontakte führen zu verringerter HF-Performance und einer geringeren MTBF. Ebenso ist ein gelöteter Mittelleiter ohne Zugentlastung eine Fehlerquelle in vielen bestehenden koaxialen Steckverbinderlösungen. Verbietet die Spezifikation eine Fehlanpassung von Kabeln, lässt sich das Problem nur mit invertierenden Stecker-Buchsenkombinationen oder polarisierten Steckern sowie durch Paarung von ungleichen Steckern lösen, was wiederum die Kosten in die Höhe treibt.

Aus der immer höheren Leistungsfähigkeit der kleiner werdenden Systeme, ergibt sich eine ausgeprägte Notwendigkeit an multifunktionalen koaxialen Mikrowellen Steckverbinderlösungen, die sowohl höhere Frequenzen als auch größere Bandbreiten unterstützen, eine längere Lebensdauer verbunden mit einer einfacheren Wartung bieten und gleichzeitig weniger Platz beanspruchen.

Die Vorteile von SSBP

Um alle diese Anforderungen zu erfüllen, hat Southwest Microwave die Familie an SSBP HF- und Mikrowellen-Koaxial-Kontakten entwickelt. Die SSBP-Koaxkontakte passen in die Kavitäten, die in den nicht koaxialen mehrpoligen Steckverbindern zu finden sind, welche M39029-Kontakte verwenden. Für maximale Designflexibilität lassen sich die SSBP-Kontakte für spezielle Applikationen auch nach Kundenwunsch in Arrays anordnen. Das Einsetzen und Ziehen der SSBP-Kontakte erfolgt mit Standardwerkzeugen nach MIL-81969. Jeder SSBP-Koaxkontakt stellt eine einpolige Hochleistungs-Koaxverbindung her. Sie lässt sich auf einfache Weise herstellen oder wieder lösen, ohne viele einzelne HF-Steckverbinder trennen zu müssen. Das vereinfacht Verbindungssysteme sowie Verkabelung dramatisch und reduziert den Wartungsaufwand im Einsatz oder im Testsystem. Zusätzlich lassen sich so die Kosten des Endgerätes reduzieren.

SSBP-Lösungen bieten bessere Performance und Bandbreite als eine vergleichbare Anzahl an einzelnen Koaxial-Steckern. Es lassen sich für optimierte Funktionalität und Kostenersparnis Kontakte für die verschiedenen Frequenzen auf einfache Weise in einem einzigen Steckergehäuse unterbringen – zusammen mit DC- und Leistungssignalen sowie mit optischen Fasern.

Die miniaturisierte SSBP-Kontaktlösung ergibt gegenüber einer herkömmlichen Verkabelung eine wesentliche Platz- und Gewichtsersparnis, reduziert Fläche und Volumen des gesamten Verbindungssystems. Für Rundsteckerapplikationen sind SSBP-Kontakte in den Größen 20, 16, 12 und 8 verfügbar, die sich in MIL-Standard DTL 38999-Steckern mit Kavitäten der Größe 20, 16, 12 und 8 einsetzen lassen. In Rechtecksteckverbindern kommen die SSBP-Kontakt-Größen 20HD in den Kavitäten der D-Sub-Steckern nach MIL-DTL-24308 zum Einsatz sowie in den flachen, robusten Board-montierbaren MIL-DTL-S3513 Micro-D-Steckverbindern mit 3, 6 und 9 Pins. Bild 1 zeigt einen Größenvergleich von SSBP-Kontakt gegenüber der Wellen-Transmissionline A (in Milllimetern). Die maximale Frequenz hängt von der Kontaktgröße und dem Kabel ab.

Bild 2 Leistungsfähige SSBP-Kontakte für den Einsatz in MIL Standard DTL 38999 und anderen mehrpoligen Steckern lösen die Platz-, Gewichts und Performanceprobleme einer herkömmlichen Verkabelung.

Bild 2 Leistungsfähige SSBP-Kontakte für den Einsatz in MIL Standard DTL 38999 und anderen mehrpoligen Steckern lösen die Platz-, Gewichts und Performanceprobleme einer herkömmlichen Verkabelung. Globes

Für miniaturisierte Applikationen passen SSBP-Kontakte in die Steckverbinder der Mighty Mouse Serie 79 und 89 von Glenair. Sie lassen sich aber auch in anderen mehrpoligen Steckverbindern einsetzen (Bild 2) und ergeben gegenüber einer herkömmlichen Verkabelung eine wesentliche Platz- und Gewichtsersparnis. Außerdem reduzieren sie Fläche und Volumen des Verbindungssystems.

Die SSBP-Kontakte sichern eine sehr gute HF-Performance in rauer Umgebung. Pin- und Buchsenkonstruktion verfügen über Kontaktstressabbau beim Einstecken sowie eine positive dreistufige Stecksequenz in das Steckergehäuse, die den äußeren Kontakt präzise ausrichtet bevor der Mittenkontakt eingeführt wird. Dies garantiert Impedanzanpassung und eine hohe EMV sowie hohe Wiederholgenauigkeit. Die vorgespannten Kontakte stellen bei Vibration und Stoß einen konstanten Masseanschluss sicher und haben keine exponierten Finger oder Schlitze, die die Kontakte beschädigen könnten oder die EMI Abstrahlung verschlechtern. Der Anschluss von Kabeln erfolgt ohne Anlöten des Mittenleiters an den Buchsenkontakt, was ein Brechen durch eine Kabelbewegung verhindert.

Die MIL HDBK 217F Note 2 sagt aus, das Koaxverbindungen in Steckern mit Vielfach-Pins eine höhere Zuverlässigkeit haben oder eine längere MTBF als Gruppen von Steckverbindern mit der gleichen Koax-Kontaktanzahl. Verbindet man diese Aussage mit den Testergebnissen des SSBP-Kontakts für Vibration, Stoß, Einsteck/Aussteckzyklen, EMI Schirmung und der typischen HF-Performance unterstreicht dies die Eignung der SSBP-Kontaktlösung für High-Rel Systeme oder für den Einsatz in rauer Umgebung.

Breites Applikationsfeld

Systeme, die komplexe Signale erzeugen und routen, wie Kommunikationsgeräte, Radar oder Flugabwehr benötigen viele HF-Steckverbindungen. Je größer die Anzahl an Steckverbindungen ist, umso mehr eignet sich die SSBP-Lösung. Durch den geringen Platzbedarf und das geringe Gewicht von zahlreichen SSBP-Kontakten in einem vielpoligen Stecker eigne sich diese Lösung für Applikationen in denen Gewicht und Platz die Herausforderung sind: in On-Board Computern, Fahrwerken, Medizingeräten oder unbemannten Systemen.

Im hermetisch dichten, robusten Gehäuse der D38999 Steckergehäuse überstehen die SSBP-Koaxialkontakte Vibration und Schock in Luftfahrt- und MIL-Applikationen durch die dauerhafte Verbindung des komplexen Steckerarrays in einem einzigen mehrpoligen Steckverbindergehäuse. Anpassungsfehler und Beschädigungen lassen sich so vermeiden. Außerdem erhöht sich die Effizienz von High-End Elektronik- und Testsystemen, zum Beispiel für die Luftfahrt, wo das Handling der einzelnen Verbindungen im Testprozess zusätzliches Datenlogging erfordert.