新的军事和航空航天发展驱动连接器和电缆设计的变化介绍
高速，轻量化的电子设备使士兵更安全，军事行动事半功倍。
高可靠性系统的先进电子设备正在改善军事和航空设备，以迎接未来的重大挑战。然而，随着新技术在世界范围内的扩展和传播，潜在的敌人可能采用现代消费技术，例如全球定位和信息系统(GPIS)，无人飞行器(UAV)和空间系统，以便服务于他们自己的目的。技术路线从军用空间设备、监视和位置控制需求开始演进。因此，国防工业正在开发改进，扩展能力，并创建下一代技术系统，对潜在的威胁提供即时的保护和准备。为此，一个新的数字战场计划已经发展起来。
从数据图像采集和分发的尖端传感器开始，我们看到出现了广泛的技术方法来应对这些挑战。 对实时数据采集，更快的信号处理和中央操作指导传输等任务和态势感知都有很大的需求。分配用于行动和反应以及数据控制和使用的时间已经非常关键，这导致电子设备和设计方法成为主要的障碍。 为了改进这些问题，新的电缆和连接器正在设计和实施，以满足新的军事和航空航天系统应用的特定需求。
美国宇航局军用卫星
具有宽视场能力的军事卫星系统将迅速成为监视和侦察控制技术扩展的主要焦点。多光谱监视摄像头可以提供图像，而额外的传感器监测天气、海平面和其他卫星及导弹活动等内容。卫星还为新的地理空间情报系统(GEOINT)提供数据，该系统具有图像分析软件，可以驱动高速的数字信号数据比较。坚固、轻便、高密度的.050”或.025”间距连接器用于将数据传输到传输模块中，传输模块将数据再传送回地球。
无人机设计用于非常低的海拔，通常由海上或地面部队控制，为我们的相关行动提供了优势。 无人机在监视中提供了不同的价值，并且对监测广域移动目标指标（MTI），地面目标和支持战区导弹对地面防御的机载预警（AEW）雷达监视提供了密切的控制。 当今无人机的全面电子设备包括：方向控制，GPIS参考系统，高分辨率摄像机和弹药发射和控制。
空军地面发射无人机
对于这些高度便携、快速移动的无人机成功和性能优异的关键是极端的信号处理速度和信号完整率。具有高速差分信号处理能力的微型连接器在这些系统中至关重要，它提供了数据存储模块之间的电缆连接。它们还能实现一些传输到地面的通信，但图像和数据模块通常很快就会被替换在地面基站上。这些应用驱动了使用坚固耐用的微型和纳米尺寸的锁定连接器，并且使用高速数字信号格式来处理高于5Gb / s的速度。
相控阵雷达正在迅速淘汰旧的移动天线雷达技术。 这些先进的系统使用多个传输波瓣（即，天线），并且发送具有微调后的相移协调信号，以将雷达波束直接聚焦在一个点上，并且以严格的分辨率来定义目标。 电路速度和逻辑系统持续运行的速度更快，甚至能够以很快的速度追踪导弹。 由于这些系统的功能越来越强大，便携性越来越好，军事工业也因此受益匪浅。
微型和纳米连接器
Omnetics坚固的线对板连接器
相控阵雷达的关键之一是使用多套高针脚和插座数的连接器，能够处理来自雷达模块的快速信号，这有助于调整天线的相位角以跟随快速移动的目标。 这些连接器的高速信号容量还改进了设备的智能，监视和侦察（ISR）的目标，武器交付和威胁警告系统。 此外，数字信号互连的使用在降低雷达对电子对抗（ECM）的脆弱性方面已变得至关重要。 电子扫描阵列以及复杂的软件可以管理环境条件的变化并识别干扰。
大容量存储和便携式以太网系统是军事航空航天行业发展最快的一些设备。 处理数据和处理信号的许多要求必须符合航空电子应用标准软件接口（ARINC 653）。 该接口规范旨在确保航空和空间行业在实时操作系统（RTOS）标准中运行。 该标准在同一硬件上托管不同软件级别的多个应用程序的能力也提供了通用性能，同时保持了较小的物理尺寸和较小的重量。 目前的研究重点是路由设备。
X-ES嵌入式处理器
越来越多的高速信号进入存储大量数据的设备主体。新设计的电路板使其具有高度的压缩性、轻便性和坚固性，以适应设备的需要，这也包括进入战场的便携式军用电子系统。高引脚数线对板连接器和配对电缆从检测和监控单元路由到主系统，并提供信号完整性和数字信号速度保障，在不利的战斗条件下可以证明是至关重要的。
Meritec现在提供内置在坚固耐用的圆形MIL-DTL-38999外壳中的Hercules互连系统。 这提供了一种坚固耐用的高带宽互连方案，非常适用于许多较新的军事和航空应用。 Hercules连接器接口由VITA标准组织（VSO）为其VITA 76.0选择，随后由美国国家标准协会（ANSI）批准。
Meritec Hercules互联系统
多种尺寸和针数变化旨在应对高速协议在现有和新应用中的挑战。 包括USB 3.0和3.1，InfiniBand，SAS，SATA和串行I / O连接器的协议可用于与现有系统进行连接，应用包括高清视频，以太网和高速数据存储。 连接器可配置多达44对差分对，每对10Gb / s数据传输速率。
便携式电子设备（PED）经常为高度便携式模块指定微型圆形连接器，需要在单个连接器和电缆中组合电源和差分信号处理。 这通常需要定制的电缆设计，并仔细注意电线连接协议，以确保高信号完整性。 电源电平取决于电源引脚和规定的电源线的大小。 信号引脚的数量可以被设计为容纳多个数字信号，而金属外壳通常用于提供从电缆到连接器的100％屏蔽。
军事机器人用于远程战斗，可以分析，预测，报告和传送各种信息。 例如，军方采用前线和周边IED检测来承载包装负载和远程地面弹药射击系统。 Qinetiq的Talon很容易被运送到战场，可以在恶劣的天气和地形下运行。 该机器人携带定制的电子设备，允许幕前控制，即使在非常恶劣的条件下也能快速运动。 它还具有从自己的底盘发射武器的能力。 这些类型设备中使用的电缆和连接器必须非常坚固耐用，并且能够与图像捕获和传输同时高效地分配电源和远程方向控制。
Qinetiq的Talon军用机器人
许多用于军事和航空航天应用的地面机器人连接器在暴露于冲击和振动时需要低重量和极端可靠性。使用弹簧铍铜或扭曲钢的特殊销和插座系统用于在这些事件期间保持不间断的接触。 此外，每个针/插座组必须镀镍，然后镀金以帮助保持长时间暴露时的接触可靠性。
测试规范定义为合格并确保可靠的性能。许多应用将要求金属外壳和编织金属屏蔽电缆，以防止损坏和电磁干扰屏蔽(EMI)。随着信号速度的增加，随着更多的电子封装被挤入更紧密的空间，这一点越来越重要。
士兵可穿戴电子系统正在广泛部署。 这是高科技数字战场的时代。 与每个地勤部队和生物监测持续沟通对于保护人员至关重要。 更高的信号速度，以及高效的从卫星，无人驾驶车辆和地面控制中心的关键数据共享，再次成为人身保障的关键。 来自地面部队的火力指挥系统将与士兵协同使用军用GPS卫星相连的车载电脑分析数据。
士兵可穿戴电子系统
连接器和电缆必须满足三个关键标准，以便可穿戴设备具有这些功能。它们必须是可靠的，尽可能的轻，并且在任何时候都提供理想的信号完整性。每一种新的电缆和连接器的设计都是根据士兵的装备和制服来评估。然后，它被制造并测试士兵在战场上所经历的电气和机械规范。新的电缆和连接器随后安装到他或她的系统中。然而，这并不总是最后一步。军队验证必须是每个新的电缆和连接器 “可用”特性中的关键要素。重新设计是一种可以接受的用来改进和调整电缆和连接器的方法，就像它对其他设备部件一样。
将今天的连接器适应新的军事和航空航天要求已经成为一个严格的过程，超出了以往的“报价一览”的方式。 从上面的广泛应用可以看出，一个连接器的设计，尺寸和形状并不适合所有军用需求。 更经常的做法是，设计人员必须审查电子、机械特性和生存要求的组合细节，以使连接器适应和执行这些先进技术。这个要求因移动性，地面部队电子设备甚至军事空间系统应用而异。
将连接器配置到特定于应用功能的这一过程通常开始于对应用连接器的设备的审查。可以考虑和分析标准和商业现成（COTS）连接器，以便与新应用程序紧密结合。在设计的早期阶段，COTS连接器可用于原型电路，这可以节省时间和开发成本。当COTS或COTS连接器的小变化就足够了时，这样就会具有显著的优势。具有先前军事质量材料和工艺的连接器可以缩短设计周期，提供早期的寿命期望和性能。当需要形状或尺寸的变化时，新设计的实体模型可以由连接器供应商快速完成并发送给系统设计团队。这可以开始在线工作会议，这也有助于在设计过程中尽早获得设计。设计完成后，连接器制造可以直接传输到智能工具上。
当信号速度增加时，电缆的规划是非常关键的。高速差分信号处理提高了行业标准电缆的极限。信号的长度、衰减和差异信号的倾斜都必须在电缆设计中进行计划、规划和处理。在过去，我们设计在电缆内进行电阻和潜在的信号串扰。现在，我们必须为可能引起偏斜的信号线之间的高速不同的电子传播延迟做准备，并准备感抗，并学习在连接到连接器之前准备和测试电缆的新方法。 通过使用时间延迟反射（TDR）仪器或通过在新电缆下发送完整信号并检查在实际穿过电缆的情况下表现出信号的噪声，抖动和偏斜的眼图，新的规划方法正在发展。
最终的电气和机械测试可以确保完全组装的连接器对电缆线束的良好性能。 现场测试和认证将需要通过机械，环境和信号完整性等性能组合来建立足够的产品进行测试。 装运用于军事装备的新电缆和连接器已成为一个重要的步骤。 供应商必须保持对当今和未来连接器系统的许多新期望的认识。
【摘自Bishop杂志，作者：Bob Stanton，June 20, 2017】
高可靠性系统的先进电子设备正在改善军事和航空设备，以迎接未来的重大挑战。然而，随着新技术在世界范围内的扩展和传播，潜在的敌人可能采用现代消费技术，例如全球定位和信息系统(GPIS)，无人飞行器(UAV)和空间系统，以便服务于他们自己的目的。技术路线从军用空间设备、监视和位置控制需求开始演进。因此，国防工业正在开发改进，扩展能力，并创建下一代技术系统，对潜在的威胁提供即时的保护和准备。为此，一个新的数字战场计划已经发展起来。
从数据图像采集和分发的尖端传感器开始，我们看到出现了广泛的技术方法来应对这些挑战。 对实时数据采集，更快的信号处理和中央操作指导传输等任务和态势感知都有很大的需求。分配用于行动和反应以及数据控制和使用的时间已经非常关键，这导致电子设备和设计方法成为主要的障碍。 为了改进这些问题，新的电缆和连接器正在设计和实施，以满足新的军事和航空航天系统应用的特定需求。
美国宇航局军用卫星
具有宽视场能力的军事卫星系统将迅速成为监视和侦察控制技术扩展的主要焦点。多光谱监视摄像头可以提供图像，而额外的传感器监测天气、海平面和其他卫星及导弹活动等内容。卫星还为新的地理空间情报系统(GEOINT)提供数据，该系统具有图像分析软件，可以驱动高速的数字信号数据比较。坚固、轻便、高密度的.050”或.025”间距连接器用于将数据传输到传输模块中，传输模块将数据再传送回地球。
无人机设计用于非常低的海拔，通常由海上或地面部队控制，为我们的相关行动提供了优势。 无人机在监视中提供了不同的价值，并且对监测广域移动目标指标（MTI），地面目标和支持战区导弹对地面防御的机载预警（AEW）雷达监视提供了密切的控制。 当今无人机的全面电子设备包括：方向控制，GPIS参考系统，高分辨率摄像机和弹药发射和控制。
空军地面发射无人机
对于这些高度便携、快速移动的无人机成功和性能优异的关键是极端的信号处理速度和信号完整率。具有高速差分信号处理能力的微型连接器在这些系统中至关重要，它提供了数据存储模块之间的电缆连接。它们还能实现一些传输到地面的通信，但图像和数据模块通常很快就会被替换在地面基站上。这些应用驱动了使用坚固耐用的微型和纳米尺寸的锁定连接器，并且使用高速数字信号格式来处理高于5Gb / s的速度。
相控阵雷达正在迅速淘汰旧的移动天线雷达技术。 这些先进的系统使用多个传输波瓣（即，天线），并且发送具有微调后的相移协调信号，以将雷达波束直接聚焦在一个点上，并且以严格的分辨率来定义目标。 电路速度和逻辑系统持续运行的速度更快，甚至能够以很快的速度追踪导弹。 由于这些系统的功能越来越强大，便携性越来越好，军事工业也因此受益匪浅。
微型和纳米连接器
Omnetics坚固的线对板连接器
相控阵雷达的关键之一是使用多套高针脚和插座数的连接器，能够处理来自雷达模块的快速信号，这有助于调整天线的相位角以跟随快速移动的目标。 这些连接器的高速信号容量还改进了设备的智能，监视和侦察（ISR）的目标，武器交付和威胁警告系统。 此外，数字信号互连的使用在降低雷达对电子对抗（ECM）的脆弱性方面已变得至关重要。 电子扫描阵列以及复杂的软件可以管理环境条件的变化并识别干扰。
大容量存储和便携式以太网系统是军事航空航天行业发展最快的一些设备。 处理数据和处理信号的许多要求必须符合航空电子应用标准软件接口（ARINC 653）。 该接口规范旨在确保航空和空间行业在实时操作系统（RTOS）标准中运行。 该标准在同一硬件上托管不同软件级别的多个应用程序的能力也提供了通用性能，同时保持了较小的物理尺寸和较小的重量。 目前的研究重点是路由设备。
X-ES嵌入式处理器
越来越多的高速信号进入存储大量数据的设备主体。新设计的电路板使其具有高度的压缩性、轻便性和坚固性，以适应设备的需要，这也包括进入战场的便携式军用电子系统。高引脚数线对板连接器和配对电缆从检测和监控单元路由到主系统，并提供信号完整性和数字信号速度保障，在不利的战斗条件下可以证明是至关重要的。
Meritec现在提供内置在坚固耐用的圆形MIL-DTL-38999外壳中的Hercules互连系统。 这提供了一种坚固耐用的高带宽互连方案，非常适用于许多较新的军事和航空应用。 Hercules连接器接口由VITA标准组织（VSO）为其VITA 76.0选择，随后由美国国家标准协会（ANSI）批准。
Meritec Hercules互联系统
多种尺寸和针数变化旨在应对高速协议在现有和新应用中的挑战。 包括USB 3.0和3.1，InfiniBand，SAS，SATA和串行I / O连接器的协议可用于与现有系统进行连接，应用包括高清视频，以太网和高速数据存储。 连接器可配置多达44对差分对，每对10Gb / s数据传输速率。
便携式电子设备（PED）经常为高度便携式模块指定微型圆形连接器，需要在单个连接器和电缆中组合电源和差分信号处理。 这通常需要定制的电缆设计，并仔细注意电线连接协议，以确保高信号完整性。 电源电平取决于电源引脚和规定的电源线的大小。 信号引脚的数量可以被设计为容纳多个数字信号，而金属外壳通常用于提供从电缆到连接器的100％屏蔽。
军事机器人用于远程战斗，可以分析，预测，报告和传送各种信息。 例如，军方采用前线和周边IED检测来承载包装负载和远程地面弹药射击系统。 Qinetiq的Talon很容易被运送到战场，可以在恶劣的天气和地形下运行。 该机器人携带定制的电子设备，允许幕前控制，即使在非常恶劣的条件下也能快速运动。 它还具有从自己的底盘发射武器的能力。 这些类型设备中使用的电缆和连接器必须非常坚固耐用，并且能够与图像捕获和传输同时高效地分配电源和远程方向控制。
Qinetiq的Talon军用机器人
许多用于军事和航空航天应用的地面机器人连接器在暴露于冲击和振动时需要低重量和极端可靠性。使用弹簧铍铜或扭曲钢的特殊销和插座系统用于在这些事件期间保持不间断的接触。 此外，每个针/插座组必须镀镍，然后镀金以帮助保持长时间暴露时的接触可靠性。
测试规范定义为合格并确保可靠的性能。许多应用将要求金属外壳和编织金属屏蔽电缆，以防止损坏和电磁干扰屏蔽(EMI)。随着信号速度的增加，随着更多的电子封装被挤入更紧密的空间，这一点越来越重要。
士兵可穿戴电子系统正在广泛部署。 这是高科技数字战场的时代。 与每个地勤部队和生物监测持续沟通对于保护人员至关重要。 更高的信号速度，以及高效的从卫星，无人驾驶车辆和地面控制中心的关键数据共享，再次成为人身保障的关键。 来自地面部队的火力指挥系统将与士兵协同使用军用GPS卫星相连的车载电脑分析数据。
士兵可穿戴电子系统
连接器和电缆必须满足三个关键标准，以便可穿戴设备具有这些功能。它们必须是可靠的，尽可能的轻，并且在任何时候都提供理想的信号完整性。每一种新的电缆和连接器的设计都是根据士兵的装备和制服来评估。然后，它被制造并测试士兵在战场上所经历的电气和机械规范。新的电缆和连接器随后安装到他或她的系统中。然而，这并不总是最后一步。军队验证必须是每个新的电缆和连接器 “可用”特性中的关键要素。重新设计是一种可以接受的用来改进和调整电缆和连接器的方法，就像它对其他设备部件一样。
将今天的连接器适应新的军事和航空航天要求已经成为一个严格的过程，超出了以往的“报价一览”的方式。 从上面的广泛应用可以看出，一个连接器的设计，尺寸和形状并不适合所有军用需求。 更经常的做法是，设计人员必须审查电子、机械特性和生存要求的组合细节，以使连接器适应和执行这些先进技术。这个要求因移动性，地面部队电子设备甚至军事空间系统应用而异。
将连接器配置到特定于应用功能的这一过程通常开始于对应用连接器的设备的审查。可以考虑和分析标准和商业现成（COTS）连接器，以便与新应用程序紧密结合。在设计的早期阶段，COTS连接器可用于原型电路，这可以节省时间和开发成本。当COTS或COTS连接器的小变化就足够了时，这样就会具有显著的优势。具有先前军事质量材料和工艺的连接器可以缩短设计周期，提供早期的寿命期望和性能。当需要形状或尺寸的变化时，新设计的实体模型可以由连接器供应商快速完成并发送给系统设计团队。这可以开始在线工作会议，这也有助于在设计过程中尽早获得设计。设计完成后，连接器制造可以直接传输到智能工具上。
当信号速度增加时，电缆的规划是非常关键的。高速差分信号处理提高了行业标准电缆的极限。信号的长度、衰减和差异信号的倾斜都必须在电缆设计中进行计划、规划和处理。在过去，我们设计在电缆内进行电阻和潜在的信号串扰。现在，我们必须为可能引起偏斜的信号线之间的高速不同的电子传播延迟做准备，并准备感抗，并学习在连接到连接器之前准备和测试电缆的新方法。 通过使用时间延迟反射（TDR）仪器或通过在新电缆下发送完整信号并检查在实际穿过电缆的情况下表现出信号的噪声，抖动和偏斜的眼图，新的规划方法正在发展。
最终的电气和机械测试可以确保完全组装的连接器对电缆线束的良好性能。 现场测试和认证将需要通过机械，环境和信号完整性等性能组合来建立足够的产品进行测试。 装运用于军事装备的新电缆和连接器已成为一个重要的步骤。 供应商必须保持对当今和未来连接器系统的许多新期望的认识。
【摘自Bishop杂志，作者：Bob Stanton，June 20, 2017】
