Conectores multipuerto: Soluciones de interconexión de alta densidad

Conectores multipuerto: Soluciones de interconexión de alta densidad

Definición y descripción general

Los conectores multipuerto integran múltiples contactos coaxiales en un único módulo, lo que permite una mayor densidad de interconexión y reduce el tiempo de instalación. Además, estos conectores disminuyen el tamaño y la complejidad del sistema. Al seleccionar un conector multipuerto, es fundamental considerar factores como el rango de frecuencia requerido, la integridad de la señal y las limitaciones de espacio, elementos clave para una selección adecuada a cada aplicación.

Ventajas del sistema y estandarización

Gracias a que los conjuntos de cables RF/coaxiales multipuerto cuentan con cavidades de contacto estandarizadas, permiten una integración flexible de módulos de RF (coaxiales, twinax, triaxiales, etc.), fibra óptica y contactos de señal no RF dentro del mismo conector, según el tamaño del contacto. Por ejemplo, los contactos coaxiales de alta frecuencia D38999 de Amphenol SV Microwave, que abarcan desde CC hasta 40 GHz, permiten seguir utilizando los conectores D38999 y, al mismo tiempo, extender su aplicación a líneas de transmisión de microondas.

Preocupaciones sobre la interconexión y el progreso de las pruebas

En su informe IMS2024, David Shaff, director de RF/Microondas en Bishop & Associates, señaló que, si bien la tendencia para los conjuntos multipuerto multicoaxiales es lineal (continua) o como inserciones coaxiales instaladas en conectores multicavidad, y las interfaces como SMPM y SMPS/SMP3 se han estandarizado, persisten las preocupaciones sobre la interconexión debido a las diferencias en las profundidades de los huecos/interfaces coaxiales entre los fabricantes. Sin embargo, agregó: "Varios proveedores han realizado con éxito pruebas de interconexión en ensamblajes D38999 que utilizan interfaces SMPM para contactos de tamaño 16 (y posiblemente tamaños de cavidad más grandes) que involucran vibración, etc. Los informes aún no son públicos, pero los proveedores serán proveedores comunes de VITA67 y SOSA." Además, las soluciones coaxiales para pequeñas cavidades de contacto de tamaño 20 (que operan hasta 110 GHz) en MIL-PRF-24308, MIL-DTL-38999 (las cuatro series), e incluso el nuevo conector circular MIL-DTL-32689, todavía se consideran de fuente única.

Principales proveedores y formatos de producto

Varias empresas, entre ellas Radiall, Amphenol SV Microwave, Amphenol CIT, Southwest Microwave, SOURIAU (Eaton) y TE Connectivity, ofrecen conjuntos de conectores de cable coaxial para aplicaciones multipuerto, que incluyen tipos circulares MIL-STD-38999, rectangulares MIL-DTL-24308 e incluso ARINC-600, que pueden ser instalados por usuarios con conocimientos técnicos. Además, muchos proveedores, como Samtec, HUBER+SUHNER y Rosenberger, ofrecen principalmente productos multipuerto como unidades preensambladas. La siguiente figura muestra un cable coaxial multipuerto independiente típico de Radiall.

Consideraciones de diseño

• Estándares: Los conectores multipuerto utilizados en sistemas militares y de aviónica de alta frecuencia deben cumplir o superar las especificaciones eléctricas, mecánicas y ambientales de los conectores coaxiales tradicionales a los que reemplazan. El diseño basado en las especificaciones de conectores militares estándar de la industria ha propiciado el uso de conectores MIL-DTL-38999 en ensamblajes comerciales, así como versiones que utilizan conectores MIL-DTL-24308 estándar y personalizados. Las soluciones de múltiples carcasas y las soluciones con inserciones enlazadas incluyen los ensamblajes Combo-D apilados (con inserciones MIL) y ARINC.

• Montaje: Las carcasas de los conectores se montan según sus equivalentes no coaxiales, que varían según la serie del conector. Los conectores multipuerto para montaje en panel pueden incluir terminaciones para PCB. Nota: Las señales de RF generalmente no son adecuadas para terminaciones de 90°, y debe considerarse la impedancia de las pistas de la PCB. Alternativamente, pueden dirigir las conexiones a otras ubicaciones de la PCB o a componentes internos, lo que requiere conocer el rendimiento eléctrico de estas conexiones.

• Apareamiento: El acoplamiento multipuerto es igual que el acoplamiento estándar. Se puede realizar mediante acoplamiento ciego en línea, acoplamiento por tornillo o mecanismos de empuje y tracción. Esta es una ventaja clave, ya que solo se acopla un par de conectores en lugar de muchos pares de conectores RF individuales.

• Rango de frecuencia: El rendimiento en frecuencia depende de los cables y la placa de circuito impreso utilizados. Por sí solo, el cableado coaxial multipuerto suele cubrir desde CC hasta 20 GHz; sin embargo, conjuntos especiales (a menudo miniaturizados) con componentes y cables adecuados pueden alcanzar un funcionamiento de hasta 125 GHz.

• Impedancia: La mayoría de los conectores multipuerto son de 50 Ω.

• Posiciones y número de puertos: Los conectores de placa están disponibles en configuraciones de 2, 4 y 6 puertos, con diversas opciones de tamaño.

• Reforzamiento: Los conectores multipuerto utilizados en aplicaciones militares y aeroespaciales deben soportar fuertes golpes y vibraciones, amplios rangos de temperatura y funcionar en condiciones de casi vacío a gran altitud.

• Ejemplo de conexión rápida: Los mazos de cables multipuerto de conexión rápida de Amphenol CIT incorporan interfaces de RF de conexión rápida diseñadas para reducir el tiempo y el coste del integrador sin comprometer la fiabilidad ni el rendimiento. Cumplen con las mismas especificaciones críticas de frecuencia operativa, pérdida de retorno y apantallamiento de RF que las interfaces roscadas tradicionales de un solo punto, como SMA y SMK/2,92 mm.

Mercados y aplicaciones

Los conectores multipuerto se utilizan ampliamente en los sectores militar/aeroespacial, de telecomunicaciones/comunicaciones de datos, médico e industrial. Entre las aplicaciones comerciales se incluyen sistemas militares y de aviónica, servicios de televisión por cable e internet, automatización industrial, instrumentación y equipos de prueba.

Producto representativo: Serie multipuerto de Times Microwave

Los conectores Multi-Port (M8) y Mini Multi-Port (MMP) de Times Microwave Systems son soluciones de interconexión de alta densidad diseñadas para un rendimiento robusto en entornos extremos, cumpliendo con los estándares MIL-T-81490 y MIL-C-87104. El conector M8 admite frecuencias de hasta 20 GHz, mientras que el MMP alcanza los 40 GHz. Ambos cuentan con carcasas selladas, interfaces con resorte y sistemas de acoplamiento mediante tornillo de ajuste, lo que proporciona un excelente blindaje, baja pérdida de inserción y alta fiabilidad ante vibraciones y estrés térmico. Son ideales para sistemas aéreos y otras aplicaciones que requieren alta durabilidad.