近年來(lái)，隨著私營(yíng)企業(yè)不斷擴(kuò)大其在從太空旅游到商業(yè)通信和資產(chǎn)追蹤等潛在利潤(rùn)豐厚的業(yè)務(wù)領(lǐng)域的影響力，所謂的 "新太空 "應(yīng)用市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)并迅速增長(zhǎng)。根據(jù)市

場(chǎng)情報(bào)公司Euroconsult 的數(shù)據(jù)，這一市場(chǎng)去年增長(zhǎng)了 8%，預(yù)計(jì)在十年內(nèi)將達(dá)到 7370 億美元。其中大部分增長(zhǎng)將來(lái)自于部署許多新興天基服務(wù)所需的衛(wèi)星。

由于運(yùn)行環(huán)境的特殊性，衛(wèi)星電子系統(tǒng)給工程師們帶來(lái)了比開(kāi)發(fā)地球應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)更多的挑戰(zhàn)。其中包括在真空和極端溫度下運(yùn)行、防輻射以及必須提供可靠運(yùn)行多年的穩(wěn)定的解決方案。

雖然已經(jīng)制定了許多標(biāo)準(zhǔn)來(lái)認(rèn)證太空級(jí)組件的可靠運(yùn)行，但按照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證通常是一個(gè)漫長(zhǎng)而昂貴的過(guò)程。這與當(dāng)今新太空衛(wèi)星設(shè)計(jì)人員所面臨的壓力格格不入，他們需要優(yōu)化性能，盡量縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，以保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，確保商業(yè)可行性。當(dāng)然，這些設(shè)計(jì)人員仍然必然選擇符合相關(guān)太空應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的·產(chǎn)品，但他并不一定希望只能選擇那些獲得官方認(rèn)證的產(chǎn)品，因?yàn)檫@

可能會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高，同時(shí)也會(huì)限制他們獲得最新的創(chuàng)新技術(shù)。

選擇連接器的注意事項(xiàng)

連接器和電纜是電路中體積較大的單個(gè)元件（因此需要滿足嚴(yán)格的尺寸和重量標(biāo)準(zhǔn)），在衛(wèi)星應(yīng)用中創(chuàng)建穩(wěn)健的系統(tǒng)架構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)尤為嚴(yán)峻。隨著工程師在衛(wèi)星設(shè)計(jì)中越來(lái)越多地尋求采用 "現(xiàn)成 "的互連技術(shù)，了解在閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)或與連接器制造商溝通時(shí)需要考慮哪些標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要。

連接器在衛(wèi)星應(yīng)用中的潛在應(yīng)用

由于沒(méi)有大氣層，衛(wèi)星在真空中運(yùn)行，衛(wèi)星設(shè)計(jì)人員面臨著在地球上進(jìn)行設(shè)計(jì)的同行們通常不必考慮的問(wèn)題。以太空中產(chǎn)生的高能帶電 X 射線和伽馬射線為例，由于這些粒子會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)性能下降或失效，因此必須選擇或開(kāi)發(fā)能屏蔽宇宙輻射的解決方案。這可能意味著要有能屏蔽輻射的導(dǎo)電外殼，以及能將輻射對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響降至最低的屏蔽電纜。

但宇宙射線并不是唯一值得關(guān)注的輻射。衛(wèi)星在陽(yáng)光直射下的熱輻射影響，以及衛(wèi)星旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的熱循環(huán)也應(yīng)考慮在內(nèi)，這使得衛(wèi)星外部或附近的任何電子設(shè)備持續(xù)處于極熱和極冷的條件下。事實(shí)上，在面向太陽(yáng)和面向地球之間，衛(wèi)星的溫度變化可能超過(guò) 400 °C。因此，對(duì)所選連接器和電纜的最高和最低額定溫度進(jìn)行評(píng)估至關(guān)重要，在某些情況下，這可能意味著要與供應(yīng)商溝通，指定額外的測(cè)試，以評(píng)在極端溫度下的運(yùn)行壽命。

另一個(gè)特別值得關(guān)注的問(wèn)題則是排氣。這種情況也稱為脫氣，是指在沒(méi)有大氣的情況下，連接器和電纜組件中使用的塑料和其他材料會(huì)緩慢釋放出揮發(fā)性化合物氣體或蒸汽，進(jìn)而影響設(shè)備的運(yùn)行。過(guò)去，這一問(wèn)題曾導(dǎo)致太空探測(cè)器中的電荷耦合器件 (CCD) 傳感器性能下降，并在釋放的氣體凝結(jié)在相機(jī)鏡頭等其他系統(tǒng)組件上時(shí)影響相機(jī)性能，從而影響其性能或使其無(wú)法使用。因此，在選擇連接器和電纜時(shí)，必須檢查排氣的最大值。

為衛(wèi)星應(yīng)用選擇連接器時(shí)要考慮的一個(gè)基本方面是可靠性，確保該技術(shù)不僅能承受發(fā)射時(shí)的嚴(yán)酷考驗(yàn)，而且還能按預(yù)期運(yùn)行多年，而無(wú)需進(jìn)行任何 "現(xiàn)場(chǎng)"維修。這意味著要仔細(xì)審查連接器的規(guī)格，看其是否能夠承受加速、沖擊和振動(dòng)，并酌情增加額外的固定裝置或鎖扣。

最后，所謂的 "SWaP-C "壓力意味著，最大限度地減小尺寸和重量對(duì)地面和天基應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。然而，當(dāng)涉及到衛(wèi)星應(yīng)用時(shí)，其重要性尤為突出，因?yàn)槊恳粔K額外的電路板空間和每一盎司的額外重量都可能對(duì)成本產(chǎn)生直接影響。這就意味著，在性能和可靠性達(dá)到一定等級(jí)的情況下，花時(shí)間確定最小、最輕的連接器解決方案可以帶來(lái)收益。

商業(yè)解決方案

好消息是，商業(yè)互連技術(shù)的市場(chǎng)正在不斷擴(kuò)大，這些技術(shù)不僅適用于衛(wèi)星部署的許多方面，而且越來(lái)越多地專門(mén)針對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)而設(shè)計(jì)，在性能和成本方面進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)滿足在太空成功運(yùn)行所需的所有標(biāo)準(zhǔn)。

可廣泛應(yīng)用各種應(yīng)用中，包括姿態(tài)控制系統(tǒng)、場(chǎng)發(fā)射電力推進(jìn)（FEEP）模塊和有效載荷相機(jī)。

例如，現(xiàn)在可以找到 COTS（現(xiàn)成商用）高可靠性 2 A 和 3 A、2 mm 和 1.25 mm 間距連接器，采用單排和雙排配置，其額定振動(dòng)高達(dá)20G，沖擊高達(dá)100G，并能承受低至 -65 °C 和高至 150 °C 的溫度。

這些連接器可提供插孔螺釘、先配后鎖的不銹鋼螺釘固定或微型閂鎖，以實(shí)現(xiàn)完全抗振和最大應(yīng)力釋放，符合美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）嚴(yán)格的排氣規(guī)范，并為各種衛(wèi)星電纜到板、板到板和電纜到電纜互連要求提供了外形小巧、重量輕的解決方案。因此，這些連接器被廣泛應(yīng)用于場(chǎng)發(fā)射電推進(jìn)器（FEEP）推進(jìn)器模塊、姿態(tài)控制系統(tǒng)、跟蹤和遙測(cè)以及機(jī)載計(jì)算等需要在全油門(mén)范圍內(nèi)進(jìn)行精確、低噪音處理的應(yīng)用中。

同樣，在電源控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)等大功率應(yīng)用方面，衛(wèi)星設(shè)計(jì)人員也有越來(lái)越多的選擇。最先進(jìn)的解決方案包括緊湊、高可靠性的 8.5 毫米間距連接器，其工作溫度范圍為 -65 °C 至 150 °C，采用屏蔽外殼，能夠處理高達(dá) 60 A 的電流和 3,000 V 的電壓，并能分別承受 20 G 和 100 G 的振動(dòng)和沖擊。