详解高可靠性射频器件

PASTERNACK 2024-08-12 15:07:38

随着工业、航空航天应用对电子设备的依赖程度不断提升,促使射频/微波制造商需扩充能够在各种环境和操作条件下都能达到高可靠性标准的元器件。这类高可靠性元器件广泛应用于测试测量、无线移动通信、汽车、医疗以及工业等领域。今天我们就全面了解高可靠性标准的射频器件。

(一)高可靠性的标准

在汽车、工业、航空电子、军事、空间等领域应用中,常常可见标示为“高可靠性”的电子元器件。显然,这些应用对可靠性的标准和要求相差甚大。举例而言,汽车领域可能要求零部件在5年内具有一定的故障率,而与此不同,卫星领域可能要求零部件在15年内具有一定的故障率。这使得许多技术专家并不知道“高可靠性”的确切含义,或者仅仅将其理解为“比更廉价的部件具有更高的可靠性”。

“高可靠性”仅表示零部件在一定的使用寿命内具有连贯的性能,或者表示其统计故障率低于某一数值,再或者表示其已通过了各种高可靠性标准认证当中的某一种。根据认证类型的不同,这可表示数百万个零部件当中的仅一个零部件经预测为将在若干年的使用寿命后发生故障,或者表示一种零部件被评定为即使在极端环境条件下也能正常工作。

温度预处理型低损耗电缆组件,SMA 穿墙式母头转N型直角弯公头 ,同轴电缆PE-P142LL

实际上,“高可靠性”许多种含义事实上取决于用途,行业以及元器件所支持的具体技术特性。举例而言,对于高可靠性同轴电缆或连接器而言,根据使用目的及待将其集成在内的系统的类型,其将经受不同的商业标准、汽车/航空航天行业标准、美国军事标准或欧洲标准对其所施加的要求的检验。虽然并非一定如此,但标示为“高可靠性“的零部件有时还列出其所满足的标准。然而,任何零部件的采购人员都应该注意的是,根据所实施的测试类型,即使某个产品线当中的某种零部件并未针对相应质量标准进行检测,但是该产品线认可标示为“高可靠性”。

许多标准仅提出一些准则且采用非常宽泛的接受条件,此方面的模糊性有时可能导致难以对同时标示为”高可靠性“的部件的优劣做出比较。在这种情况下,由供应商的现场技术专家引导采购商完成选购过程可能较为关键。

由于医疗、航空航天、高通量卫星、自主车辆等领域的关键系统均采用射频/微波部件,因此确保每个部件及组装系统满足相应的可靠性标准变得愈发重要。

(二)高可靠性射频器件

1)高可靠性线缆组件

高可靠性的线缆组件一直是IFF系统、卫星通信、无人机、石油和天然气等应用环境的首选。MIL-DTL-17,以前被称作MIL-C-17,是MIL-SPEC,它定义了用于高可靠性(Hi-Rel)应用的柔性和半刚性同轴电缆的鉴定和验证的标准和程序。由于MIL-DTL-17要求严格,许多需要高可靠性(Hi-Rel)同轴电缆的应用可能会选用或者需要MIL-DTL-17同轴电缆。

MIL-DTL-17 TNC公头转TNC公头电缆组件,使用M17/113-RG316同轴电缆

高可靠性线缆组件还会进行若干电气和机械测试,以确保性能。

2)高可靠性放大器

高可靠性(HI-REL)无线射频/微波放大器主要适用于航空航天和其他关键应用,在这些应用中,设备的可靠性起到至关重要的作用。

高增益宽带放大器,增益 60 dB,P1dB 10 dBm, 1 GHz ~ 20 GHz, 115 VAC,NF 5 dB,SMA,台式

为了确保设备和系统的可靠性,相关部门开发了几种规范(MIL规范)或标准(MIL-STD),供制造商遵守。以固态功率放大器(SSPAs)等微电子产品为例,须遵循的主要标准是MIL-STD-883。MIL-STD-883标准涵盖了环境、电气和机械性能要求,以及制造标准和试验程序。

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