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军用连接器设计解决了尺寸、重量和环境问题

2022-08-16 16:16:00

为各种军事应用（例如航空电子设备、地面车辆和便携式电子设备）开发的子组件、模块和组件都需要在从极端温度到高冲击和振动的各种恶劣环境中运行。同时，更轻和更小的设计对于空间和重量受限的系统至关重要，而耐用性和可靠性是最重要的问题。这些严格的要求转化为连接器制造商面临的巨大挑战，以确保互连在长时间使用和恶劣条件下提供高度可靠和快速的连接。

连接器制造商还需要考虑多种设计要求，例如长寿命的配合周期、侵入保护和易用性。高速数据传输能力也正在成为新通信设计中的一个更大因素。虽然组件制造商需要满足特定的军用标准和规范，但许多连接器制造商正在开发自己的先进技术和工艺，以提供更高水平的可靠性和可用性。

为了满足恶劣环境中对防水产品的需求，Bel Group 旗下公司 Cinch Connectivity Solutions 最近发布了其Cinch Mil/Aero Circulars 的 DMS-TP 系列。这些连接器在暂时浸入 300 米深时是防水的，并且耐腐蚀。它们还设计为易于与防勺壳一起使用。镀镍黄铜外壳使连接器能够在存在石油、天然气、沙子、泥浆、碳氢化合物和盐的情况下长时间使用。

Cinch 圆形连接器系列提供全范围的频率、绝缘电阻、介电耐压、工作电压或电容。它们也可用于任何圆形连接器配置的气密密封。该公司表示，这些玻璃、陶瓷或环氧树脂密封封装可用于严苛环境应用中的组件或组件，即使在温度、压力、湿度和剧烈振动的极端变化下也要求无泄漏。

ITT Cannon 的新型圆形连接器还解决了入口保护问题。Cannon 的Nemesis II CBA 20+ 米是一种高速、高配接和快速端接互连产品，已通过 20+ 米（65.6 英尺）的浸水测试。专为士兵佩戴的应用而设计的微型圆形互连，可在极端恶劣的环境中运行，因此可用于战场通信设备和应用。它以更小的集成设计提供电源、信号和数据，以减轻重量的解决方案提供可靠的通信。此外，分离功能允许士兵在被夹住时快速断开/重新连接他们的电缆和设备，并且连接器可以轻松端接到电线、PCB 和柔性电路。

ITT Cannon 产品经理 Wayde King 说：“士兵在各种地形和恶劣环境中作战，因此他们的设备经常暴露在灰尘、泥土、泥土和水等元素中。” “我们的 Nemesis II CBA 和 MKJ4 Nett Warrior-Style 互连上具有 Cannon Breakaway 功能，使作战人员能够在几秒钟内将连接器与设备快速配对和解除配对 - 最大限度地减少设备损坏并帮助他们保持更好的连接并在现场得到更好的保护。

“对能够承受进水或浸水的互连解决方案的需求也变得越来越重要，”他补充说。“我们的 Nemesis II CBA 经过设计和测试，可浸入 20 多米（65.6 英尺）的水中——在业内最高。”

除了恶劣环境中的挑战外，军用连接器设计还面临尺寸/重量/速度以及对高速数据、信号和电源的需求，King 说。“小型化趋势将继续推动更轻、更小的互连的发展，从而提高数据传输率、减轻整体重量并减轻认知负担。士兵佩戴的设备和装置将不断发展，推动电子连接进一步变革的需求。

“增强和虚拟现实设备、更小、更先进的军用级收音机和平板电脑，以及嵌入智能护目镜、眼球运动监视器和先进成像技术的头盔，这些都是未来或不久的将来可能发生的一些例子，”他说。

Cannon 还推出了一种用于移动应用的轻型连接器。Rock-in-Lock （RIL）锁定连接器是一种闪存驱动器大小的薄型快速连接器，无需任何工具即可连接到头盔或平板电脑。它可以戴在士兵的头盔上，也可以连接到现场使用的计算机、平板电脑和通信装置上。

Rock-in-Lock 互连装置外形小巧、重量轻，能够传输大量电力和数据以操作从增强现实（AR）护目镜到战术战斗无线电的各种设备，它提供了一种快速连接机制，专为单个- 手动使用，允许用户在不使用任何工具的情况下盲目安装对接接口。

“当任务成功或失败的差异是瞬间的时候，我们不断面临如何更快地传输数据、电力和信号的挑战，以便士兵拥有做出快速决策所需的信息，”金说。“在士兵佩戴的连接器和布线解决方案中使用高速铜具有潜力，因为它具有安全性、耐用性和屏蔽特性。然而，在电缆和触点中使用铜会带来另一组工程挑战，因为这通常意味着对连接器进行重大的重新设计。”

小巧可靠另一个小型连接器来自 Omnitics。该公司的Nano 360 圆形连接器专为必须承受冲击、振动和温度要求的各种高可靠性应用而设计。OMnetics 表示，Nano 360 连接器旨在替代通常过大和过重的 MIL-DTL-38999 和 D-sub 微型连接器，旨在显着减小尺寸和重量，同时保持高可靠性。

连接器重量极轻，只有 0.6-2.3 克，包括电线。此外，与标准的 0.050 英寸间距圆形连接器相比，尺寸和重量减少了多达 3 倍。它们还具有镀金的插针和插座，可提供更高的插入和拔出力，以确保在恶劣的环境中保持不变，并且可承受超过 2，000 次插拔。

Omnitics 表示，Nano 360 连接器使用与 Nano-D 连接器相同的关键元件，这些连接器已通过了关于冲击、振动、耐用性、温度和插拔力的军用规范，并通过了 MIL-DTL-32139 规范。它们有四种外壳类型可供选择——塑料、螺纹、分离和扭锁——在重量、密封和易用性方面具有关键优势。

ODU 还设计用于需要扭锁或螺纹配合系统的军事应用，提供适用于恶劣环境应用的先进螺纹技术连接器。这些连接器为需要更高安全性或在恶劣环境条件（包括温度、压力或振动）下运行的军事应用提供高度可靠的连接。

这些螺纹连接器提供宽工作温度范围、高抗振性、高达 2，000 次插配循环和 IP68 等级。该系列提供不同的单独触点配置（信号、低压/高压、同轴/三同轴）以及各种插入件。宣传可靠的高速数据传输和轻巧且易于使用的设计，螺纹连接器可用于士兵通信应用、无人系统和军用车辆。

速度很重要高速数据通信是许多军事系统的关键问题，连接器制造商正在提供能够应对恶劣环境的新型坚固和高速设计。

TE Connectivity 的一个例子是其MULTIGIG RT 3 和 2-S 坚固型背板连接器，专为速度和耐用性而打造。MULTIGIG RT 3 是 TE 最快的坚固背板连接器，时钟速度为 25+Gbits/s，适用于嵌入式计算或 VPX 系统。因为它们是坚固耐用的，所以它们可以满足军事和太空环境。

MULTIGIG RT 3 连接器的主要特性包括满足 VITA 标准和高振动环境的四冗余触点，以及使其成为市场上最轻的背板连接器之一的轻质热塑性塑料主体。模块化设计使其可与传统的 MULTIGIG RT 2 和 RT 2-R 连接器互换。军事电子应用包括指挥、控制、通信、计算机和情报（C4）；信息、监视和侦察（ISR）电子战系统、航空电子设备、地面防御、导弹防御以及为外层空间设计的系统。

另一个新的高速以太网连接器来自 Amphenol Socapex。这只猫。6A、10-Gbits/s 以太网连接器安装在 MIL-DTL-38999 系列 III 外壳中。TVµCom -10Gb+是 Amphenol Socapex µCom 以太网连接器新系列的成员，旨在满足恶劣环境中的小型化、速度和稳健性的军用标准。

µCom 连接器结合了经典 µCom-10Gb+ 的 10-Gbits/s 以太网速度和 38999 系列 III 外壳的坚固性。根据 IEEE 802.3an-2006、10GBase-T 标准，该连接器超过 10 Gbits/s，而 38999 系列 III 尺寸 11 外壳提供类似于 MIL-DTL-38999 系列 III 的耐环境性，Amphenol 表示。目标应用包括战场通信、地面车辆和军用航空电子设备。

即使是久经考验的 D-sub 微型连接器也在不断升级，以实现更高的可靠性、减轻重量和更小的尺寸。一个很好的例子是 C&K 的太空级 D-sub 表面贴装连接器，它也可用于军用航空电子应用。这些 D-sub 的一个关键特点是设计——它不需要在 PCB 上钻电镀孔，从而腾出一侧供其他组件使用，从而提供更简单、更轻、更小的连接器。

此外，C&K 利用其内部专业知识设计出比传统的六部分铜合金冲压外壳方法更小的外形尺寸。C&K 表示，与标准通孔技术连接器相比，这可减轻多达 50% 的重量，并具有更好的尺寸能力。

军用互连产品的设计者和购买者可以期待在速度、可靠性和小型化领域的持续发展，因为从 AR 设备和带有智能护目镜的头盔到高级无线电和成像等新技术都是为军事应用而设计的。　　

审核编辑：彭静

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