Leistungsfähigkeit vs. Flexibilität: Phasenstabile Mikrowellen-Assemblies für dynamische  Temperaturumgebungen


Verfasst von 

Stefano Biagiotti

Vice President / Market Manager Defense

Phasenstabile Kabel-Assemblies von HUBER+SUHNER

Heute gelten PTFE-Dielektrika (Polytetrafluorethylen) in Koaxial-Assemblies (oder besser bekannt als Teflon) weithin als „Goldstandard“ für Hochleistungs-HF-Anwendungen auf dem Markt für Luft- und Raumfahrt sowie Wehrtechnik. Dies ist auf die überlegene Kombination von mechanischen, elektrischen und umwelttechnischen Leistungsmerkmalen von PTFE im Vergleich zu anderen verfügbaren dielektrischen Materialien zurückzuführen.

Der Zielkonflikt zwischen Leistungsfähigkeit und Flexibilität


PTFE hat jedoch als dielektrisches Material einen entscheidenden Nachteil, der in seiner molekularen Umwandlung bei Raumtemperatur liegt. Dies führt zu einer abrupten Verschiebung der Dielektrizitätskonstante (und damit der Phase des Signals) in einer vorhersehbaren, aber ungünstigen Weise, wenn man die Anforderungen an die Signalintegrität hochauflösender Radargeräte berücksichtigt. Diese Übergangsphase wird als „PTFE-Knie“ bezeichnet und ist in der Abbildung unten dargestellt, die das detaillierte Phasen-Temperatur-Diagramm zeigt.


Es gibt mehrere hochentwickelte Herstellungsverfahren, die dazu dienen, die Auswirkungen dieser molekularen Aktivität zu verringern, indem sie die Luftdichte des dielektrischen PTFE-Kerns erhöhen. Dabei kann das PTFE-Knie jedoch nicht gänzlich eliminiert  werden.


Alternative dielektrische Materialien wie Siliziumdioxid können dann anstelle von PTFE verwendet werden, wenn der Entwickler eine extreme Phasenstabilität über die Temperatur benötigt und es sich obendrein leisten kann, dieser Anforderung Parameter wie Flexibilität/Biegsamkeit und die Einfügedämpfung der Verbindung zu opfern.


Siliziumdioxid-Kabel-Assemblies sind jedoch nur als vorgefertigte, halbstarre Assemblies erhältlich, deren Biegeradius mindestens doppelt so gross ist wie der von PTFE-Assemblies mit gleichem Durchmesser. Dies bedeutet, dass die Gesamtbetriebskosten von Siliziumdioxid-Kabeln sehr hoch sind – von der Beschaffung bis hin zur Integration. Historisch gesehen mussten Systemdesigner entscheiden, welche dieser Kompromisse das Programm zulassen kann.

Sowohl kompromisslose Phasenstabilität als auch mechanische und elektrische Leistungsfähigkeit


Design Ingenieure werden es zu schätzen wissen, dass die Zeiten, in denen die mechanische und elektrische Leistungsfähigkeit zugunsten der Phasenstabilität geopfert werden musste, nun vorbei sind.


Die von HUBER+SUHNER selbst entwickelte Fertigungstechnologie für  geschäumte Dielektrika verbessert die Phasenstabilität von Mikrowellenkabel-Assemblies über breite Temperaturbereiche erheblich im Vergleich zu PTFE-basierten Dielektrika, wie die untenstehende Grafik zeigt. Diese revolutionäre dielektrische Technologie minimiert Leistungseinbussen in puncto Einfügedämpfung, während sie die Flexibilität und Biegsamkeit ihres PTFE-Pendants bietet.


Unsere leistungsstarken geschäumten Fluorpolymer-Dielektrika sind der Eckpfeiler unseres breiten „Constant over Temperature“-(CT)-Portfolios an flexiblen, handformbaren und halbstarren Mikrowellenkabeln. Sie bieten eine phasenstabile Übertragung bis hin zu V-Band-Anwendungen. Es   ist als qualifiziertes COTS-Assembly Portfolio  erhältlich und unterstützt eine breite Palette von industrietauglichen Schnittstellen mit extrem wettbewerbsfähigen Lieferzeiten.


Phasenstabilität in Abhängigkeit der Temperatur - CT-Dielektrikum und PTFE niedriger Dichte (typisch)
MULTIFLEX CT, erstklassige Phasenstabilität über die Temperatur

MERKMALE


  • ausgezeichnete Phasen- (300 ppm typ.) und Einfügedämpfungsstabilität über die Temperatur
  • überlegene Phasenstabilität gegenüber Biegebeanspruchung
  • hervorragende Rückfluss- und Schirmdämpfung
  • hochflexibel für einfaches Routing
  • MIL-geeignet (MF_141 / 210 / 318 CT)
  • erhältlich mit SS316L-Anschlüssen

VORTEILE


  • verbesserte Systemgenauigkeit bei großen Temperaturschwankungen
  • stabile Systemleistung über eine Vielzahl von Temperaturzyklen 
  • verbesserte Verlustleistung im Vergleich zu allen anderen phasenstabilen Kabeloptionen

Wenn Sie mehr über unsere Expertise über Lösungen zu Phasenstabilität in Abhängigkeit der Temperatur erfahren möchten, können Sie über die folgenden Links auf eine schnelle Übersicht unserer CT-Mikrowellen-Kabelfamilien zugreifen.

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