ערכות מיקרוגל/רדיו מוקשחות מספקות פתרון מהותי לדרישות המכניות והחשמליות בישומים חשמליים עכשוויים. מתפקידן לספק מדידות מדוייקות נישנות ולהוכיח יציבות חשמלית לאורך חיי המיכשור או היישום. אמינות ביצועית מביאה למזעור הצורך בחלופות ובדיקות חוזרות, צמצום משך השבתת הציוד ותדירות ההתכיילות. העדפת ערכות המצטיינות בעמידותן נוכח האתגרים הסביבתיים והישומיים, תביא להפחתה משמעותית בהיקף העלויות הכולל. עובדה זו מחייבת הבנה מהותית של המגבלות והאילוצים הנובעים מטיב היישום המיועד ותנאי הסביבה העומדים לרשותו.
הסביבות בהן נעשה כיום שימוש בערכות מיקרוגל/רדיו נבדלות זו מזו על פי היישום. ערכת כבלים המשמשת במעבדה בסביבה מבוקרת נתקלת בתנאי סביבה שונים לחלוטין מערכה המנתחת נתוני טיסה במטוס, וישנן מערכות החשופות לטמפרטורות קיצוניות, לזעזועים והפרעות אלקטרו-מגנטיות תכופות (EMI). לתנאי סביבה אלו יש, כמובן, השפעה ישירה על עמידותה ואמינותה של ערכת כבלי המיקרוגל/רדיו:
לכבל המחובר למכשיר שולחני או למכשיר בדיקה נישא כלשהו, יש סיכוי סביר לכיפוף, מה שעלול להשפיע על מידת הדיוק והצורך במדידות חוזרות. כבלים מוקשחים חיצונית לא תמיד עמידים במומנט הפיתולים הנדרש. לעומת זאת, לכבלים בעלי מוקשחות פנימית ישנה היכולת להביא לשיפור יציבות הפאזה והאמפליטודה בפיתול בשל עמידותם ושמירתם על יכולת מתיחה מצוינת גם ברדיוס כיפוף קטן.
טמפרטורה ולחץ עלולים להשפיע על עמידות הכבל. טמפרטורות נמוכות גורמות לשבריריות הכבל בעוד שטמפרטורות גבוהות מביאות להתרככותו. ואקום גורם לסינון שמנים ותוספים מחומרים שונים המשמשים בתעשיית הכבלים. לתופעה זו עלולה להיות השפעה שלילית ביישום בתנאי סביבת ייצור סטרילית.
שינויי טמפרטורה ולחץ עלולים להשפיע גם על תפקוד יחס גלים העומדים (VSWR) וניחות המעבר (Insertion Loss). טמפרטורות גבוהות מגדילות את ניחות המעבר בעוד שטמפרטורות נמוכות – מקטינות אותו. יחס הגלים העומדים עלול להיות מושפע משינויים בערכה כתוצאה מהתפשטות או התכווצות בשל תנודות טמפרטורה.
בין אם במפעל ייצור או במטוס, ערכות כבלי מיקרוגל/רדיו עלולות להיחשף לתנאי רעד, טלטלה וזעזוע. יש צורך לאמוד מראש את עמידות הפאזה והאמפליטודה בתנאי כיפוף וטלטלה לגבי אותן ערכות כבלים העתידות לשמש בתנאים שכאלו. הבחירה בכבל איכותי השומר על יציבות הפאזה והאמפליטודה תפיק תוצאות ברמות דיוק ושחזור גבוהות יותר על ידי שימור איכות האותות (Signal Integrity).
מורכבות הציוד האלקטרוני בימינו גוברת והולכת, כאשר תת-מערכות חשמליות מפיקות את אותותיהן באופן עצמאי, עובדה העלולה לפגום בביצועי ערכת כבל המיקרוגל/רדיו. בנוסף, משמשות הערכות בסביבות בהן אותות בעלות מתח גבוה משודרים ברציפות. מפענחי בדיקה ניידים בעלי ערכות מיקרוגל/רדיו, למשל, משמשים בתעשיית הטלקומוניקציה בבדיקת תפקודן של אנטנות מגדלי הסלולר תוך כדי רצף הפרעות העלולות לפגוע באמינות תוצאות המדידה. בחירה בכבל בעל מיגון חזק במוליך החיצוני יצמצם למינימום הפרעות אפשריות מסוג ערבול אותות (Crosstalk) או EMI.
שחיקה וחתכים מהווים איום תמידי בסביבות פעולה שונות – בכלי טייס, מפענחים ניידים בשטח וציוד נייד שסביבו נכרכים הכבלים במהלך העתקת מיקום. חומרי מעטפת מסוימים כפוליוריתאן ופלורופולימרים מספקים עמידות יחסית לאחרים. חשיפה אפשרית למשטחים שוחקים צריכה להוות שיקול בבחירת ערכת כבלים שתתאים ליישום המיועד.
מבחן ביצוע
חשוב לברר עם היצרן באלו מבחנים עמדה הערכה על מנת לוודא שהיא תעמוד באתגרי היישום ותנאי הסביבה הרלוונטים. מבחנים מכניים, כגון מבחן כיפוף הכולל כיפוף חוזר של 180 מעלות או יותר, או מבחן משיכה בסימולציית קישור, יכולים לאשר את תפקודה החשמלי של הערכה תחת תנאים משתנים, כגון: מחץ, שפשוף, חיתוך פוטנציאלי וכיפוף רציף. תוך מהלך המבדקים יש לאמוד את ניחות המעבר ויחס הגלים העומדים.
רמת התפקוד החשמלי של הכבל צריכה להמדד אף היא תוך סימולציה של הסביבה הפיזית בה יפעל- תנאים כגון טמפרטורה, רום, לחץ וזעזוע. לדוגמא, חשוב לנטר את מידת העכבה תוך שינויי רום, זעזוע מכני ומבחני טלטלה לישומים בחלל. על ידי הוספת כוח הידוק בזמן מבחן מחזור טמפרטורות, ניתן לנטר את כוח הבידוד של ערכת הכבלים בכדי לעקוב אחר שינויים במעטפת ובמוליך. לאחר שהכבל עובר מבדקים מכניים בתנאי סביבה משתנים, מחוייב היצרן לוודא שנית שרמת התפקוד החשמלי, כושר הבידוד וחומרי המעטפת שומרים על יציבות במסגרת דרישות היישום.
בחירה בערכות כבלי מיקרוגל/רדיו שתוכננו לעמוד בתנאי סביבה תובעניים, תורמת לצמצום משך ההשבתה בישומים קריטיים. הבנה והכרה במגבלות שמציב היישום המיועד כמו גם מודעות לתנאי הסביבה הפוטנציאלית שבמסגרתה אמורה לפעול ערכת הכבלים – כל אלו יבטיחו שהיא תמשיך לספק מדידות חוזרות בעכביות תוך תפקוד יציב לאורך היישום הנדרש. מבחני התפקוד יבטיחו אמינות לאורך זמן. בחירה בערכת כבלים מתאימה משמעה חסכון בזמן ועלות לאורך חיי המיכשור בהביאה לצמצום זמן השבתתו, מניעת כשל תפקודי והארכת משך תקופת שרותו.
מאת: Robert John, W.L.GORE Inc הכתבה באדיבות אר.אס.טק בע”מ
