Vereinfachung der VPX-Integration mit modularen VITA-67.3-HF-Verbindungen

Modularität ist für moderne eingebettete Systeme nicht mehr optional, sondern unverzichtbar. Steigende Signalbandbreiten und zunehmende Systemkomplexität erfordern ein Design-Framework, das Flexibilität, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit bietet. VPX-Systeme bilden diese Grundlage, und innerhalb dieser Architektur definiert der Standard VITA 67.3 blind steckbare koaxiale HF-Verbindungen, die eine saubere, kompakte und leistungsstarke HF-Integration in modularen Designs ermöglichen.

VPX basiert auf dem VITA-46-Standard und ist eine robuste Systemarchitektur, die es Entwicklern ermöglicht, Funktionsmodule wie Prozessoren, FPGAs und HF-Frontends in eine gemeinsame Busplatine einzustecken. Der Standard VITA 67.3 erweitert diese Architektur durch die Definition von blind steckbaren koaxialen HF-Steckverbindern, die automatisch ineinander greifen, wenn ein Modul in das Gehäuse eingesetzt wird.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer externen Verkabelung oder manueller HF-Anschlüsse, was eine nahtlose Signalführung mit hoher Dichte über eine Busplatine ermöglicht. Das bedeutet weniger Kabel, übersichtlichere Layouts und skalierbare Systeme, die einfacher zu bauen, zu warten und im Laufe der Zeit weiterzuentwickeln sind. Dieser Standard ist ein entscheidender Faktor für die Entwicklung kleinerer, leichterer und kostengünstigerer Anwendungen ohne Einbußen bei der Funktionalität.

Für Produktdesigner vereinfacht VITA 67.3 die Integration von Hochfrequenz-Komponenten in komplexe eingebettete Systeme, ohne Kompromisse bei der Modularität oder Signalintegrität einzugehen. VITA 67.3 ist für die Koexistenz mit VITA 46 (digitale Signale) und VITA 66.5 (optische Signale) ausgelegt, sodass alle drei Bereiche – HF, digital und optisch – in einem einzigen, kompakten VPX-System integriert werden können.

Dies reduziert die Komplexität des Designs, beschleunigt die Entwicklung und unterstützt vor Ort aktualisierbare Anwendungen. Außerdem bietet es einen zuverlässigen Weg zur Entwicklung von Anwendungen, die mit der vom US-Verteidigungsministerium (DoD) unterstützten Initiative „Sensor Open Systems Architecture“ (SOSA) kompatibel sind. Diese definiert modulare, interoperable Hardware-Standards für eingebettete Systeme, insbesondere für Anwendungen in den Bereichen Verteidigung, Luft- und Raumfahrt sowie Nachrichtendienste.

Amphenol SV Microwave, ein aktives Mitglied der SOSA™-Gruppe für elektromechanische Hardware, bietet ein komplettes Sortiment an VPX/VITA-Lösungen, darunter drei Stufen von Steckverbindern für VITA-67.3-konforme VPX-Systeme, die jeweils auf unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Packungsdichte, Frequenz und Platzbedarf zugeschnitten sind. Das Unternehmen bietet Komplettlösungen, die Kabelkonfektionen, Adapter, Busplatinen- und Steckkontakte sowie Installations- und Demontagewerkzeuge umfassen.

Die VITA-67.3-Produktreihen SMPM und SMPS von Amphenol (Abbildung 1) haben sich als zuverlässige Lösungen für Entwickler von HF-fähigen VPX-Systemen bewährt.

Abbildung 1: Ansicht eines SMPS-Steckverbindermoduls (links) neben zwei SMPM-Optionen. (Bildquelle: Amphenol SV Microwave)

Die Miniatursteckverbinder der SMPM-Reihe sind eine zuverlässige Option für Systeme, die eine solide HF-Leistung ohne extrem hohe Frequenzen oder Dichte erfordern. Standardausführungen unterstützen Frequenzen von DC bis 26,5 GHz, während Ausführungen mit erweitertem Frequenzbereich bis zu 65 GHz unterstützen. Sie werden häufig in Anwendungen wie Radarkontrollmodulen und sicheren Kommunikationsgeräten eingesetzt. Dank ihrer kompakten Größe und der Blindsteckbarkeit sind sie einfach zu installieren und zu warten und halten dennoch den mechanischen Anforderungen im Feldeinsatz stand.

Mit ihrer kompakten Bauweise ermöglicht die SMPS-Reihe den Einsatz von HF-Modulen mit hoher Packungsdichte, wenn der Platz begrenzt ist, aber eine sehr hohe Signalqualität erforderlich ist. Mit einer Frequenzunterstützung von bis zu 65 GHz bieten sie mehr Performance bei geringerem Platzbedarf, ohne dabei die Signalintegrität oder Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen, die für viele moderne elektronische Kriegsführungssysteme, elektronische Aufklärungssysteme (ELINT) und kompakte Phased-Array-Radarsysteme erforderlich sind.

Ultrakompakter NanoRF

Amphenol Microwave SV bietet auch eine ultrakompakte Lösung, den NanoRF, für VPX-Module mit hoher Kanalanzahl. Diese Produktreihe wurde für eine höhere Packungsdichte und Frequenz – bis zu 70 GHz – entwickelt und zielt auf Anwendungen ab, bei denen Platz und Gewicht eine wichtige Rolle spielen. Beispielsweise wird das 23,98 mm x 13,92 mm große Hybridmodul 9351-80004 mit HF- und Glasfaseranschluss (Abbildung 2, links) auf einer VPX-Nutzlastkarte wie einer HF-Karte oder einer Sensoreingangskarte montiert und mit dem Busplatinen-Gehäusemodul 9341-80005 (Abbildung 2, rechts) zu einer VITA-67.3-konformen Blindsteckverbindung, wodurch der Verkabelungsaufwand reduziert und Platz auf der Platine gespart wird.

Abbildung 2: Das Busplatinenmodul 9351-80004 (links) kann mit dem Steckmodul 9341-80005 (rechts) zu einer hochdichten HF-Verbindung kombiniert werden, die VITA-67.3-konform ist. (Bildquelle: Amphenol SV Microwave)

Mit der Fähigkeit, mehr als 20 HF-Verbindungen über eine einzige VITA-67.3-Schnittstelle zu unterstützen, eignet sich NanoRF ideal für kompakte Systeme wie HF-Module mit mehreren Antennen, Sensorarrays oder Drohnen-Nutzlasten. Diese Steckverbinderlösungen sind mit Kontaktgrößen von 2,92 mm oder 1,85 mm erhältlich und speziell auf Plattformen der nächsten Generation zugeschnitten, die Plug&Play-Modularität bei Mikrowellen- und Millimeterwellenfrequenzen erfordern.

Fazit

Die vielfältigen VPX/VITA-Lösungen von Amphenol SV Microwave, darunter die Produktreihen SMPM, SMPS und NanoRF, bieten leistungsstarke HF-Verbindungen für die wachsenden Anforderungen der Verteidigungs-, Luftfahrt- und Geheimdienstbranche und gewährleisten Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit in immer komplexeren und kompakteren eingebetteten Systemen.