未来战争将出现新的战斗系统
在新的战场战略和战斗系统中,“各种传感器,多样射击”战术正在推动先进互连数字装备的连接器技术创新。
一项名为联合全领域指挥与控制(JADC2)的联合作战概念于2022年推出,它利用美国军事服务中的数字连接器技术。类似于实时战略(RTS)游戏和利用虚拟现实(VR)头盔,现在已经成为现实世界战斗系统的一部分。
多域操作系统的互连
实现JADC2概念所面临的连接器互连挑战是巨大的。JADC2的目标是将来自所有军事分支(空中、陆、海、太空)的每个士兵、智能设备和武器平台进行联网。目标是利用任何可用资源实现任务目标。例如,美国陆军正在用头盔式头视显示器(HUD)训练士兵,使用增强现实技术来提高他们的态势感知能力。由微软制造的商业用混合现实智能眼镜的军事化版本,头盔装置提供了一个集成的视觉增强系统(IVAS),可以显示热和3D图像、方向指南和武器准星,同时让士兵通过镜头看到地形,而没有智能手机类型的干扰。
士兵可以简单地翻转头盔上的透明屏幕,扫描环境,识别朋友或敌人。该连接器技术还揭示了有关士兵的健康状况和准备就绪状况的数据。嵌入制服和其它可穿戴装备中的生物识别传感器可以检测生命体征、休息/睡眠量、水分、注意力、焦点、警觉性、血糖、代谢状态和能量储备、高度适应,弹药供应、电池水平,以及潜在的接触有毒化学物质等。算法可以从环境中获取数据,并从生物特征传感器中获取数据,并推断出对供应和其它支援的连接器设备需求。
IVAS通过提供战术信息,比如识别敌机导弹发射器,然后传输坐标并迅速摧毁它,从而取得更大的战果。
用传感器保护士兵
商用标准品(COTS)通常不是为苛刻环境或连接器应用而设计的,这些连接器应用对大小、重量和功率(SWaP)有特别要求,通常不能满足这些新连接器应用的挑战。作为一个集成的战斗平台,IVAS利用了美国陆军的自适应小队架构(ASA)。ASA不是一个开放的架构,它指定了组件如何在网络中使用,该网络通过大规模、非常安全的数据交换,并且防止敌人访问。支持各种传感器和网络通信,ASA还旨在削减士兵装备的重量,目前士兵携带装备的重量通常会超过120磅。
使用人工智能(DoD)、机器学习(ML)与国防部云连接进行数据分析,可以提供一些问题的实时答案,比如对手在哪里?己方部队在哪里?己方部队是否准备好提供足够的武器和补给?
支持战斗系统的互连方案
带宽和SWAP挑战正在推动连接器产品的重大创新和改进。电池、电缆和装备都必须与其它士兵部件互连。包括越来越多的嵌入在士兵装备中的传感器和计算装备,这些装备可以在军事物联网(IoMT)或战场物联网(IoBT)中发挥作用。从靴子里的计步器到胸甲里的心率传感器,士兵们佩戴的传感器和计算设备都可以提供关于士兵身体状况有价值的环境感知和生物识别信息。然而,圆形连接器在战斗中实现个人、小队、指挥和云连接的复杂性给军事电子设计师带来了艰巨的挑战。
TE Connectivity公司的O.C.H. Micro圆形连接器
为了支持这些先进的圆形连接器应用并增强下一代战场技术,将利用大量先进的天线、传感器、电线和电缆,以及附件等。
来自TE连接公司的O.C.H.微型圆形连接器解决了一系列的连接器应用挑战,无论电子设备是戴在人身上还是固定在车辆上。最初是为美国陆军的网络战士计划开发的,这些小型、轻便的圆形连接器是为未来的士兵装备设计的,包括士兵背心电缆、电池、天线、通信系统、电力集线器、无线电和军用车辆。
Mini-ETH单对以太网可以使用屏蔽的369系列连接器,与传统的微圆形连接器相比,该连接器横截面积要小37%。
坚固的圆形连接器设计采用推拉分离耦合机制,可以实现快速连接和单动作断开。O.C.H.微型圆形连接器满足MIL-STD-810G严格的机械和其它性能要求。圆形连接器坚固的铝外壳具有全化学镀镍和选择性抗反射黑色锌/镍镀镍,6或7个镀金镀镍铜合金接触点,以及多种键控选项,确保在苛刻战场环境中的配合。此外,该连接器铝制外壳和热塑性塑料连接件为士兵装备提供了一个小的、轻便的选项。当圆形连接器连接到22AWG线时,其额定温度从-18 C到+71 C,并能抗冲击和振动,并可与许多其它Nett Warrior连接器产品互换。
SWaP策略减少线缆体积
战斗系统的高速以太网连接器数据链电缆必须高保真地传输信号和数据,为连接器的装备供电,并承受恶劣环境影响。当然,以太网协议使得路由数据变得非常容易。但对于士兵装备来说,笨重的八线6类连接器电缆是不可能的。以太网物理(PHY)层可以在单对以太网(SPE)配置中使用两根导线,通常被称为100BASE-T1。强大的SPE连接器电缆正被定位为工业物联网(IIoT)的一个平台。为了满足航空电子设备的可靠性要求,TE的Mini-ETH SPE系统参考了ARINC 854标准。只使用一对电线,Mini-ETH以太网连接器组件提供了各种尺寸、重量选项,比传统使用三或四对电线每根以太网连接器电缆节省成本。
Mini-ETH以太网连接器电缆符合200MHz、15米的100Mb/s传输标准,支持1Gb/s和10Gb/s数据传输速度,还可以支持以太网连接器更高的频率和速度。
最初被用于飞机上的屏幕、传感器、数据集线器和其它电子产品,紧凑的Mini-ETH电缆和连接器也是新的战斗系统的候选者,其中连接器尺寸和重量的减少可能是有益的。
Mini-ETH单对以太网连接器
对于军事和防御应用,如导弹预警、无线电通信、远程武器和火控系统,第7类以太网连接器电缆提供超过15米(49英尺)链接的100Gb/s传输速度,并在更长的距离上可到10Gb/s。TE Raychem Cat 7以太网连接器电缆是单独屏蔽的4对电缆,符合IEC 61156-6的要求,并在某些军事和航空航天应用中使用26AWG线。
战场优势
在当今世界,士兵在战场上依靠战场上的即时信息优势进行战斗。经验丰富的制造商为士兵系统提供连接器、电缆和附件等。还可以定制连接器产品,满足不断发展的需求,并帮助国防工业为未来的挑战开发新的连接器解决方案。
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