研究航天用射频电缆组件质量控制方法

发表时间:2020/12/8   来源:《中国电业》2020年21期   作者:1.南秀娟 2.张姝婷
[导读] 在航天产品的研发和生产工作中,射频电缆组件是其中非常重要的构成环节,直接关系到了航天产品的功能和安全
        1.南秀娟  2.张姝婷
        1.2.陕西华达科技股份有限公司   1.2.陕西西安  710065

        摘 要:在航天产品的研发和生产工作中,射频电缆组件是其中非常重要的构成环节,直接关系到了航天产品的功能和安全性。但是由于受到射频电缆研发周期较长,并且产品鉴定覆盖性不足等方面因素的干扰,造成了射频电缆组件的质量无法达到航天产品的工作要求。本文重点针对航天用射频电缆组件的质量控制方法展开了分析和研究,有效提出了相关的控制工作,有效保证航天产品的整体研发工作质量。
        关键词:航天产品;射频电缆;质量
        在航天产品的研发工作中,电缆组件是系统当中独立存在或者是整机存在的构成环节,通过各种复杂的连接器和系统线路所构成,用于实现系统或者是整个航天器产品模块之间的通信以及信息传输。电缆组件在航天器设备当中可以保证各个不同单元之间的信号传输,并且提高了信号传输工作的整体质量,在我国各种航天产品的研发工作中,对电缆组件的使用非常普遍。电缆组件作为航天产品系统当中非常重要的工作环节,对其进行单独设置可以有效降低航天产品的整机工作负担,方便工作人员组装维修以及后续的保养工作,如果系统的整体运行状况出现问题,必须要对具体的问题点进行快速检查,需要依照电缆组件在不同环节的工作性质不同,将该设施分为两种类型:第一,低频电缆组件;第二射频电缆组件,这两种组件类型上存在一定的差异,同时也存在一定的相似性,相比于低频组件来讲射频电缆在信号传输的效率上更高,并且信号的质量更佳,在我国一些大型的雷达工程建设当中应用非常广泛,并且在电子信息以及自动测试系统等领域也有着诸多应用。
1.射频电缆组件的构成
        视频电缆的系统构成重点可以分为两个环节,即射频同轴电缆和射频同轴连接器,并且还可以将射频同轴电缆分为半刚性电缆、半柔性电缆以及柔性组织电缆等几种不同的构成形式,针对不同的航天器产品在选择的电缆的型号上也各有不同。射频同轴连接器设备可以具体分为以下几种类型:第一,螺纹型连接器比如N、 TNC、 SMA、 SMC等,这种连接器设备的工作可靠性较高,并且对外部干扰信号的屏蔽效果良好,在航天器设备当中应用非常广泛。第二,卡口连接型。比如BNC、 C、 Q9D等,这种连接器的优势在于连接方法比较简单,同时方便后续的拆卸和维护。第三,推入连接型,比如SMB、 SSMB、 MCX等,这种连接器的构成形式相对比较简单,并且具有小型化的构成特点。与频段插入损耗以及功率需求的不同,所使用的电缆类型以及连接器构件之间也各有差异,依照航天器的不同系统共同要求,可以形成多种不同的组合方法。
2.传统研发方法存在的主要问题
        各个航天器的型号,尤其是针对宇航型号的产品,基本上都是通过采购预定的方式来定做,射频电缆组件通过专业的研发和生产厂家,对射频电缆组件进行研发和生产工作。射频电缆组件的主要生产流程分为了连接器的设计,射频连接器依照标准的生产规范来进行鉴定和实验以及完成最终的定型工作,然后依照相关的采购工作流程,保证产品的生产质量。在生产工作中,连接器设备和电缆组件在生产工作中,对质量的要求规格相对较高,必须要通过对应的生产厂家,通过独立的生产模式来有效保证组件的生产质量,这种生产方法保证了组件产品的生产规格以及后续使用的质量,不同组件型号设备在系统当中的布局有着明确的定位,要保证每个组件之间的间距大小以及对应关系等符合产品的使用要求。

由于航天产品需要到工作的后期才可以完全确定,因此针对设备组件来讲,在生产工作中技术层面上受到了一定的限制,同时不同的组件在生产工作中,所需要的外部环境条件也有着一定的差异,会受到一些低差损或者驻波等相关条件的限制,造成了整个电缆组件的生产研发时间较长,对相关工作人员提出了较大的工作难度,这直接影响到了整个射频电缆组件的质量控制工作。。
    由于射频电缆组件所使用的连接器设备和电缆设备在组合的形式上复杂多样,依照产品类型的不同分别进行对应的设计和鉴定,无法有效满足型号的匹配要求。因为射频电缆的组件类型比较复杂,针对同一种电缆的不同用户在技术要求上也有着较大的差异,整个产品的鉴定覆盖程度远远不足。针对这一问题必须要采取有效的优化策略,实现电缆组件产品的升级和改造,不断提高射频电缆组件的整体研发工作质量。
3.航天用射频电缆组件质量控制策略
        任何形式的射频电缆组件产品基础结构,都是通过射频连接器与射频电缆两个方面所构成,对于射频连接器来讲内部系统包含了内外两种不同的绝缘体,射频的电缆通过线芯绝缘层以及屏蔽层等防护层所构成,这种结构在电缆组件的安装工作中,整体的安装流程相对比较简单,并且所使用的安装工艺流程其基本相似,但是不同的组件在具体的组装工作中必须要进行合理的区分。在射频组件的制作环节中,包含了电缆下料波线电缆端面的调整、中心导体连接以及外导体连接等几个重要的工作环节。
    (1)电缆下料是电缆组件加工过程中的首道工作流程直接关系到了后续的电缆加工质量,尤其是对于相对标准要求较高的电缆总站来讲,第一道环节的加工工作质量尤为重要,电缆下料的精确度直接影响到了整个组件生产的质量以及安全性。
    (2)电缆剥线是电缆组件质量控制工作中的关键环节,电缆剥线工作的要求操作精度较高,并且对不同的波线位置需要采取对应的波形方法,要求工作人员不能对电缆的内导体产生损坏,否则在后续的循环中会出现严重的质量问题,会造成信号传输不稳定或者信号中断等问题。在选择微波电缆的型号方面需要尽可能选择三层以上的屏蔽层,有效提高信号的屏蔽程度,实现整个射频电缆的高质量工作。在剥线工作中需要通过专业的操作工具以及使用专业的防护材料,对电缆的屏蔽层结构进行有效的防护处理,防止电缆的屏蔽层受到外力的损坏。
    (3)电缆的下料端面是保证信号传输以及设备匹配的重要控制环节,端面的平整工作必须要保证端面的同轴和平整程度,不能出现屏蔽成翻边或者是破损等不良问题,否则会直接造成这一段的阻抗出现偏差,造成驻波等几项重点的指标达不到设备的工作要求。
    在进行电缆组件的电能测试工作中,组件组装完成之后需要对组件的工作性能进行有效的调试。在调试工作之前需要对温度进行循环实验,有效防止生产工艺不稳定性因素造成组件早期的失效问题,需要开展导通电阻测试、节约电阻测试、介质耐压测试以及插入损耗测试等一系列检测工作,保证整个组件的工作性能符合生产工作要求。
3.结束语:
         因为各种射频电缆组件在整个生产工艺和生产技术上存在明显的相似性,因此在具体的生产工作中,不管何种类型的射频电缆组件,只要所使用的生产工艺方法和技术得到了专业的鉴定,则可以直接通过鉴定公益方法来进行批量化生产,通过工艺鉴定的方法可以有效保证射频电缆组件的生产规模化和产品化,并且降低了射频组件的生产周期,以及提高了整个产品生产的经济效益。
参考文献:
[1]史广芹,李海岸.空间环境对射频电缆组件性能影响的研究[J].光纤与电缆及其应用技术,2019(02):1-4.
[2]史广芹,华熙.宇航用射频同轴电缆组件放电抑制技术研究[J].光纤与电缆及其应用技术,2019(01):34-38.
[3]冯永芳.宇航用射频连接器及电缆组件的可靠性研究[J].机电元件,2018,38(01):13-15+22.
[4]张凯,余建明.航天用射频电缆组件质量控制方法研究[J].质量与可靠性,2018(01):1-4.
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