中心議題:
- 介紹世界軍用連接器的市場(chǎng)現狀
- 分析傳統軍用連接器在國外的研發(fā)狀況
解決方案:
- 納型連接器在尺寸、重量、耐久性等方面符合要求
- 圓形連接器是使用量最大的軍用連接器
- 連接器模塊化加快,軍用、商用連接器相互滲透
引言
在武器裝備的各類(lèi)電子系統中,軍用連接器在器件與器件、組件與組件、系統與系統之間進(jìn)行電氣連接和信號傳遞,是構成一個(gè)完整系統所必須的基礎元件。軍用連接器與其他用途連接器的主要區別是嚴格的制造公差、堅固的結構,必須經(jīng)受高水平嚴格測試,高可靠性和高成本是其顯著(zhù)特點(diǎn)。
軍用連接器主要包括圓形、矩形、印制電路、RF連接器、特種類(lèi)型等,是帶動(dòng)整個(gè)連接器工業(yè)發(fā)展的重要引擎,在國際連接器市場(chǎng)中扮演重要的角色。
市場(chǎng)
自2001年以來(lái),受“9.11”恐怖事件、網(wǎng)絡(luò )通訊業(yè)泡沫破滅及美國經(jīng)濟低迷的影響,世界連接器市場(chǎng)一度遭受重創(chuàng ),2001年的銷(xiāo)售額下降19.1%,但是,軍用連接器市場(chǎng)卻在平穩中微增。據Fleck的研究報告,軍事/航天用連接器2000年的銷(xiāo)售額為20.072億美元,2001年達到20.118億美元,增長(cháng)0.2%。全球連接器100強企業(yè)占據了69.1%軍用連接器市場(chǎng)份額,如表1所示。各類(lèi)軍用連接器也基本上由全球100強企業(yè)所壟斷,如表2所示。
軍用連接器的新亮點(diǎn)
a. 納型連接器
由于模擬電路讓位于數字電路,整機設備也從臺式轉向便攜式,電路的芯片尺寸變得相當小,要求更小的工作電流,更小的電線(xiàn)和連接器,因此,要求更小的尺寸、更小的重量。在某些要求中,耐久性要求也越來(lái)越高。在這種趨勢下,納型連接器應運而生。美國Nanomics公司是納型連接器主要的研發(fā)商。納型連接器目前尚無(wú)軍用規范,它是以MIL-C-83513為指導規范研制出來(lái)的,并以此標準來(lái)測試耐久性和可靠性,但納型連接器遠高于MIL-C-83513,它的上限工作溫度超過(guò)125℃,中心距為0.635mm(0.025英寸),僅是MIL-C-83513規定的1.27mm(0.05英寸)中心距的一半,絕緣材料采用內含玻璃的LCP液晶聚合物,絕緣性能非常高,插針間的絕緣安裝板孔位排列僅0.254mm~0.28mm(10密耳~11密耳)。重量輕,與同等微小型D型連接器重量(2.6g)相比,21位納型連接器僅重0.4g。耐久性也高,可以耐火箭點(diǎn)火和發(fā)射時(shí)10000Gg以上的振動(dòng)和沖擊,納型連接器已在軍事及航天應用中得到證明,并已拓展到石油、醫療工業(yè),在新設計中將取代微小型連接器。國外將微型向納型的過(guò)渡稱(chēng)之為“連接器技術(shù)的一場(chǎng)革命”。
b. 圓形連接器
圓形連接器是使用量最大的軍用連接器,具有便于加工,適配各種規格線(xiàn)纜,結構堅固,連接快速方便,可設計成各種耐環(huán)境形式等特點(diǎn),廣泛應用于航天、航空、艦艇、電子和核武器等裝備,是軍用電子設備和系統之間的主要互連元件。MIL-C-38999,MIL-DTL-5015和MIL-C-26482是圓形連接器的主要標準,其中,MIL-C-38999連接器的銷(xiāo)量最大,是目前美國軍用標準中最高等級的圓形連接器,現在已發(fā)展到K版,使用22D#-12#接觸件,最小中心距為2.28mm,可裝濾波、射頻熱電偶材料接觸件,密度高達128孔位。塑料圓形連接器也有新的進(jìn)展,泰科電子近期推出的AMP單片封裝塑料圓形連接器,除了保持標準的物理特性外,增加了IP-67液體防護功能,可防止柴油燃料、齒輪和發(fā)動(dòng)機潤滑油、汽油、防凍液和鹽霧的浸入。
c.復合材料連接器
復合材料連接器是指用復合材料外殼代替金屬外殼的連接器,這種連接器耐腐蝕性強、重量輕,大量用于航天/航空系統,國際上廣泛使用MIL-C-29600A產(chǎn)品,該標準有A、B兩個(gè)系列,A系列采用MIL-C-38999的安裝板孔位排列,B系列采用MIL-C-81511的安裝板孔位排列。由于MIL-C-81511屬新設計標準,不用于產(chǎn)品,因此,A系列發(fā)展快。
d.氣密封連接器
在軍用及空間應用中發(fā)生的最大變化是所謂“氣密性演變”,軍方現在考慮的是不要插入式模塊,把整個(gè)板當作一個(gè)部件。未來(lái)要做的調整是如何用連接器密封插入式部件。Nanonics研制出一種納型氣密性連接器,通過(guò)含有板的密封盒上的孔,用激光束融焊在壁上,構成一個(gè)可卸除的模塊,這樣一來(lái),納型連接器已不是獨立的部件而是被集成在模塊內,模塊內一個(gè)扁平的、用戶(hù)定制的電路可占據任意面積,并能處理“愛(ài)國者"導彈制導所需的全部電子信號,而被氣密封裝的單個(gè)模塊僅是多功能部件結構的一部分。
現代及未來(lái)的高技術(shù)戰爭對軍用電子設備提出了新的更高的要求,如戰時(shí)條件下快速維修、更換,改變外形,提高組裝效率,迅速恢復武器功能等。適應這些要求,模塊化連接器和盲配連接器在武器裝備中得到實(shí)際使用,模塊式設計采用積木式方法,因此,最大限度地減少了供系統互連用的同軸電纜的用量,模塊盲插連接器在電子對抗、相控陣雷達、ATE中得到廣泛認可,而大功率盲插RF連接器是當前新的發(fā)展方向。
目前,國外軍用連接器市場(chǎng)的一個(gè)令人矚目的發(fā)展趨勢是軍用與商用連接器界線(xiàn)正迅速模糊。美國的Teradyne公司認為,“純軍用級的連接器的時(shí)代正在終結。”,而導致這一現象的主要因素在于成本,其次是密度,再次才是速度”。軍方一直在尋求低成本的解決方案,一個(gè)重要途徑便是在現有商用連接器的基礎上改型。例如,對于100Ω差分信號的、阻抗可控的特殊連接器安裝板,現實(shí)的設計挑戰是建立能夠在惡劣軍用條件下可靠工作的連接器,這類(lèi)連接器在商用領(lǐng)域很容易獲得,但性能差,不是為軍用航空電子系統制造的,軍用廠(chǎng)商正努力彌補這種差距,在設計這種新型差分信號安裝板上將其他可能是數字、RF、功率或光信號絕緣安裝板集成在一起。
Amphenol生產(chǎn)的耐久性的軍用連接器VME64將三個(gè)連接器設置在一個(gè)標準板上,封裝在一個(gè)金屬殼內。它是在對現有商用連接器改進(jìn)的基礎上完成的,具有VME板和背板的常規塑料連接器一般是無(wú)法承受?chē)姎馐綉饳C的環(huán)境的。VME64則通過(guò)在一個(gè)商用板上設置一個(gè)有軍用性能的連接器解決了這一問(wèn)題。
Teradyne公司的2mm高密度公制(HDM)6排連接器和甚高密度公制(VHDM)2mm連接器均是該公司民品部開(kāi)發(fā)的但已演化成軍事/航空應用的產(chǎn)品,它們不是按軍用規范生產(chǎn)的,而是按Bellcore電信規范制造的。此外,IEC60603印制電路連接器、IEC61076數字或模擬設備連接器,以及IEC61169、IEC60169、IEC60339射頻連接器,質(zhì)量穩定,可與同類(lèi)軍用產(chǎn)品互換,大量用于各類(lèi)電子設備中,軍用設備也選擇該類(lèi)產(chǎn)品。
另一方面,市場(chǎng)競爭的日益激烈,也使廠(chǎng)商選擇軍用技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性,軍用連接器技術(shù)也在向商用轉化,如愛(ài)立信公司為提高手機的可靠性和保持市場(chǎng)份額,在其新生產(chǎn)的手機中采用了由軍用廠(chǎng)商PHI公司提供的僅面向高速/高密度軍用及航天領(lǐng)域的GoldDot連接系統。
結語(yǔ)
綜上所述,隨著(zhù)電子信息業(yè)的迅速發(fā)展及現代高科技戰爭對武器裝備不斷提出新的要求,國際軍用連接器的發(fā)展出現了一些顯著(zhù)變化,納型連接器脫穎而出,連接器模塊化加快,軍用、商用連接器相互滲透,界線(xiàn)趨于模糊等,這些變化是目前國際軍用連接器發(fā)展的亮點(diǎn),其變化的深度和廣度值得我們密切關(guān)注。