Nowa generacja złącz LMP rozwiązuje problemy standardu SMP

W konstrukcjach RF od dziesięcioleci używa się subminiaturowych złączy wciskanych (SMP), które pierwotnie zostały opracowane pod koniec lat 70 przez firmę Gilbert (obecnie stanowiącą część Corning) i było oferowane pod nazwą handlową GPO (skrót od Gilbert push-on). Złącza te złącza zostały początkowo zaprojektowane jako subminiaturowa wersja złącza typu SMA (subminiature version A ). Chociaż produkty GPO są w istocie marką handlową, specyficzną dla Corning, wiele innych firm wykorzystało podobne projekty do stworzenia kompatybilnych wersji pod ogólną terminologią SMP, które następnie stało się standardem w branży.

Złącza SMP instaluje się po prostu dociskając do siebie w celu połączenia, a następnie rozsuwając, aby rozłączyć. Instalatorzy mogą łączyć złącza bez gwintowanych elementów mocujących, eliminując potrzebę używania kluczy czy innych narzędzi. SMP posiada niewielką tolerancję niewspółosiowości radialnej podczas łączenia, co byłoby nie do zaakceptowania w przypadku złączy gwintowanych. Chociaż złącza SMP są nadal popularną opcją w przypadku wielu projektów, mają też wady i ograniczenia.

Problemy EMI i EMC

Ponieważ aplikacje wymagają coraz wyższych częstotliwości przesyłu, ekranowanie i zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) stają się kluczowymi problemami. Konstrukcja SMP zakłada zachowanie dość szerokich szczelin, co z jednej strony umożliwić łatwe dopasowanie i połączenie, ale jednocześnie stanowi łatwą ścieżkę niekontrolowanej emisji sygnału. EMI to niepożądane zjawisko występujące, gdy zewnętrzne źródło powoduje zakłócenie przesyłanego sygnału. Z tego samego powodu, konstrukcja SMP zmniejsza jego zdolność do działania bez wpływu na inny sprzęt pracujący w tym samym środowisku. Właśnie brak kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), wynikające z ‘wyciekania’ sygnału w złączu są częstą przyczyną niepowodzenia testów EMC. Krótko mówiąc, brak odpowiedniego połączenia elektrycznego i ekranowania w SMP naraża transmitowany sygnał na wpływy zewnętrzne.

Kwestie ochrony środowiska

Konstrukcja mechaniczna złącza SMP nie przewiduje uszczelnienia środowiskowego, co sprawia, że są one podatne na korozję i awarie w efekcie przenikania słonej wody, paliwa czy innych zanieczyszczeń, kiedy SMP są stosowane w trudnych warunkach środowiskowych. Może również powodować problemy ze zwiększonym VSWR (współczynnik fali stojącej napięcia), co skutkuje słabą ogólną wydajnością złącza. Urządzenia wykorzystujące SMP mogą również potencjalnie nie zostać zakwalifikowane do pracy w wymagających warunkach z powodu niewystarczającej szczelności środowiskowej.

Problemy wynikające z wibracji

Trzeci problem SMP to słaba odporność na wysokie wibracje. Ich konstrukcja, umożliwiająca łatwe łączenie/rozłączanie sprawia, że złącza  SMP są podatne na niepożądane rozłączenie w środowiskach o wysokiej wibracji. Aby rozwiązać problem niedostatecznej siły połączenia SMP w wymagających zastosowaniach, często dodaje się nakrętki łączące i czy inne rozwiązania mechaniczne. Jednak dodanie mechanicznych zabezpieczeń skutkuje wzrostem fizycznych  wymiarów złącza, co jest sprzeczne z kluczowym celem wyboru złącza miniaturowego.

Nowa generacja: miniaturowe złącza wciskowe z blokadą

Wraz z rozwojem technologii, wielu użytkowników poszukiwało mniejszych, uszczelnionych pierścieniami O-ring złącz, z lepszą ochroną środowiskową, mechaniczną retencją i ekranowaniem. Na rynku pojawiła się nowa generacja miniaturowych złączy wciskanych z blokadą (LMP, locking miniature push-on), zaprojektowanych specjalnie w celu wyeliminowania wad SMP.

Kiedy należy używać SMP a jakie aplikacje wymagają LMP?

SMP są nadal opłacalne, gdy połączenie RF ma funkcjonować w czystych warunkach, przy niskim poziomie  wibracji (sprzęt laboratoryjny, aplikacje w obudowach ochronnych). Natomiast w przypadku trudniejszych środowisk, wymagane jest rozwiązanie międzysystemowe o lepszej retencji, takie jak LMP.

Podobnie w przypadku aplikacji, w których EMI może stanowić istotny problem - doskonałym przykładem tutaj może być lotnictwo - wymaga się złącza uszczelnionego i ekranowanego, aby samolot nie stał się 'latarnią', z której wycieka sygnał, łatwo namierzalny przez radar wroga. Ponadto, SMP mogą się rozłączać w sytuacjach generujących wysokie wibracje, takie jak lądowanie czy wystrzeliwanie pocisków, co sprawia, że ​​miniaturowe złącze zatrzaskowe z blokadą są znacznie lepszym wyborem.

Ponadto, kolejnym wyzwaniem jest rosnąca liczba anten w samolotach, co stwarza zapotrzebowanie na coraz więcej obudów zawierających elektronikę i wymagających złączy. W przeszłości samoloty zawierały standardowo około 12 anten, ale obecnie może być ich nawet 50 lub więcej. Anteny nie komunikują się już tylko ze sobą lub z wieżą; mogą również łączyć się z systemami SATCOM, systemami instrumentalnych procedur lotu (IFP), czy innymi urządzeniami, wykorzystującymi liczne złącza przesyłające dane, co ilustruje rosnącą potrzebę niezawodnych połączeń między systemami.

Lotnictwo jest doskonałym przykładem aplikacji, gdzie z wielu powodów złącze LMP jest lepszym wyborem niż SMP

Branża złącz RF od lat jest świadkiem rozwoju innowacji. Złącza SMP pojawiły się na rynku jako pomniejszona opcja powszechnie stosowanych złączy SMA i przez wiele lat stanowiły atrakcyjne rozwiązanie. Jednak wraz z ciągłym rozwojem branży pojawiła się potrzeba opracowania nowej generacji złącz do zastosowań o wysokiej niezawodności, odporności na wibracje i dużej mocy, a złącza LMP stały się w tym zakresie solidną opcją.

W artykule wykorzystano materiały udostępniane na stronie Times Microwave Systems