用于 Micro-D 和 D-Sub 连接器的太空级尾附件

当设计人员评估尾附件保护连接器和线缆终端的能力时，必须考虑能够应对多种挑战的高质量经济型解决方案。尾附件提供的主要功能包括壳体后部（触点连接到线缆的位置）应力消除、电磁干扰 (EMI) 屏蔽以及环境保护。

铝合金或复合热塑性尾附件的材料性能必须具有坚固、轻便且精确插接特性。物理性能必须包括承受冲击、振动、温度和腐蚀的能力。当电子系统承受超音速和高重力 (g) 力时，能够应对这些挑战尤为重要。

TE Connectivity (TE) Micro-D 和 D-Subminiature 尾附件能够满足质量和经济性至关重要的航天器应用领域的功能、材料和性能要求。

D 型连接器的发展经历了从 20 世纪 50 年代开发的 D-subminiature (D-Sub) 连接器到 20 世纪 70 年代初推出的更紧凑的 Microminiature D (Micro-D) 设计，再到今天的高性能 D-sub 和 Micro-D 版本，这些版本利用了先进的矩形尾附件技术，适用于太空级应用。

如今，机柜连接器可以采用高度专业化的 TE D-Sub 尾附件（适用于符合 MIL-DTL-24308 的插接）和 Micro-D 尾附件（适用于符合 MIL-DTL-83513 的插接），这款产品外形紧凑，呈矩形。与标准圆形设计一样，矩形尾附件具有关键功能优势，其中包括：

借助应力消除，可帮助防止线缆过度弯曲或挠曲。根据客户的喜好和测试要求，可以通过热缩护套、线夹或接线柱来避免此问题。线夹有助于防止电线拉扯触点并避免终端遭到一般机械损坏。撑棍线夹集成到尾附件中，可简化安装。但是，应力消除尾附件不提供任何 EMI 或环境保护，应仅在清洁、干燥的环境中使用。

电磁干扰 (EMI) 在无线电频谱中也称为射频干扰 (RFI)，它可以通过电磁感应、静电耦合或传导影响电路。为了帮助避免 EMI 产生的影响，电磁兼容 (EMC) 屏蔽层可以采用适当接地的编织屏蔽层或端接在尾附件上的屏蔽层。为了确保实现屏蔽，可以使用标准频带或微频带。

其他保持零件完整性的方法包括：

为了确保尾附件不受环境影响，整个组件必须用热缩护套密封。护套本身必须用灌封化合物或粘合剂正确密封，以帮助防止水或其他流体进入电线。另一种解决方案是在连接器后部提供一个保护罩，作为一个独立的设备使用。

在尾附件处端接屏蔽层将使系统接地。最基本的电缆屏蔽端接包括将电缆屏蔽层的整个圆周连接到尾附件。然后，它必须连接到外壳，并最终连接到机身，以帮助确保封闭的系统没有接地回路。在不允许通过引脚接地的情况下，使用尾附件接地特别有价值。

太空级应用中的尾附件需要采用专门的材料加工工艺和精确的插接接口。对于金属尾附件，基材和镀层必须匹配，以防止不同金属之间出现电偶腐蚀。对于复合热塑性尾附件，非金属材料不会受到腐蚀，重量比金属轻，可以更好地承受严苛环境考验。

两种材料的尾附件都提供焊杯、预接线和印刷电路板 (PCB) 版本。

• 铝尾附件由轻质、坚固耐用的机加工铝合金制成，并采用不锈钢附件硬件。电镀通常采用化学镀镍方式完成，这提供了一种低电阻、导电的表面处理技术，适合于非环境应用。镀金具有优异的抗太空腐蚀和抗辐射性能。因为镀镉需要在真空中进行纯化，所以在存在释气问题的应用中是不可行的。
• 复合热塑性尾附件由耐化学腐蚀的复合热塑性材料制成，可大幅减轻互连系统的重量，并且能够比金属材料更好地处理二氧化硫雾气。由于复合外壳对电磁干扰是透明的，因此采用化学镀镍来屏蔽电磁干扰。

通过消除对之间直径的不连续，精确插接有助于确保互连的电气完整性。经过精密加工的尾附件，不仅可以实现界面间的精确插接，而且具有很强的插接保持力。为了便于安装在端接线上，两半式尾附件可以安装在连接器上，而无需铁磁夹组件，并且可以使用螺纹锁来连接连接器。（相比之下，在完成电线到连接器的端接之前，必须将单件式尾附件放置在线束上。）需要一个平台来绑扎条带的尾附件可以利用小型 Micro-Band，以适应狭窄、节省空间的带宽。

在发射、飞行和轨道运行过程中，用于航天器互连的尾附件受到极端条件的影响，需要具有关键的性能特征。

通过减少在剧烈震动和极端重力下的应力和张力，特定的尾附件功能在保持电气连续性方面发挥着关键作用。TE D-Sub 和 Micro-D 尾附件功能设计为可满足适合应用，而不是通用规格的客户要求。

* 成功秘诀：当需要屏蔽电磁干扰时，设计师可以使用 Micro-Band 终端来实现这一目的，并且可以借助保护措施来防止因振动和冲击而无意中移除。带上自耦合锁定螺母可提供改善的机械保护，以防止因振动而导致松动。

将接线柱整合到带状尾附件中可以实现轻型应力消除。在带状 Micro-D 尾附件中，可以选择接线柱，因为电线通常固定在适当的位置，屏蔽编织层可以极大地缓解应力。由于填充连接器后部空间的环氧树脂或其他材料会硬化成固体，因此单独灌胶可以提供一定程度的应力消除，从而提供一定程度的保持力来支撑外壳中的触点。

电缆入口也容易受到振动的影响。与圆形电缆入口相比，可以采用椭圆形电缆入口来减少接触角，以最大限度减少磨损区域。然而，在椭圆形电缆入口中，带周围的力不均匀会导致问题，因为较大的半径倾向于允许编织层拉出。适当的处理可以缓解这个问题，但不建议在高振动条件下使用这种类型的入口。

无论是在非常高的峰值温度、低谷温度，还是在高温和低温之间循环，极端的高温和低温都会使材料（金属、玻璃和聚合物）产生应力，并可能导致开裂和疲劳。由于不同的热膨胀系数，它们还会扭曲组件并导致密封件破裂。

一般来说，TE 尾附件已通过 MIL-STD-883 温度循环测试范围（-55°C 至 +125°C）认证。然而，专门的材料和镀层可应对太空低温挑战，并适用于高温电子器件（图 1）。

当非金属材料（比如用于连接器插入件、密封件、粘合剂或灌封材料的聚合物）中的气体在太空真空或高温下释放时，就会发生释气。释放的气体会在敏感表面凝结并产生污染，最终降低卫星、热辐射器或太阳能电池中的电荷耦合器件 (CCD) 传感器的性能。

NASA ASTM E595-77/84/90 测试和 MIL-W-22759 (M22759) | SAE AS22759 规范涵盖了材料暴露在高温或真空下的性能。被认为是低释气材料的材料能够满足总质量损失为 1.00% 或更低的要求，收集的挥发性可冷凝物质 (CVCM) 为 0.10% 或更低。

* 成功秘诀：太空级 Micro-D 连接器和尾附件必须满足 MIL-DTL-83513 对真空环境下材料释气的要求。

在太空中，没有大气层来保护物质免受 X 射线、伽马射线和宇宙辐射的影响。紫外线 (UV) 降解会对电子元件的材料性能产生不利影响，甚至可能改变材料的分子组成。通过从含氧物质中去除氧原子可实现这一点。因此，热控制子系统可能无法正常工作，光学元件可能会退化并且太阳能电池阵列的效率可能会降低。

在 200 至 700 公里的低地球轨道 (LEO) 高度，紫外线能够激发大气边缘剩余的氧分子，形成单原子氧。当这些高活性的单原子氧分子腐蚀铝和塑料时，就会发生原子氧 (ATOX) 腐蚀。一种解决方案是采用低电势的材料，比如太空级聚合物、热塑性复合材料和玻璃（光纤）。

在电镀和涂层时可以使用合金，以避免形成电解槽。镀金能抵抗 ATOX 腐蚀，因为金是一种通常能够抗氧化的贵金属。二氧化硅涂层可以保护聚合物免受 ATOX 腐蚀，因为 SiO2 已经完全氧化。低轨道卫星可以针对其电子系统采用特殊的紫外线屏蔽技术，以尽量减少紫外线降解和保护组件。

如今，由于组件和封装的尺寸及重量必须减小，太空应用中的互连挑战正在扩大。TE 提供符合 NASA 和 MIL-SPEC 标准的广泛产品，以及连接器、电缆和完整利用能力，能够帮助满足航空航天领域的大多数数据、视频、光学和控制通信需求。

TE 的太空级尾附件设计可承受严苛条件，同时保持精确的插接。无论面临何种挑战，我们的技术专长、设计工程和制造能力都能助您出色完成任务，从发射到拦截或部署，不一而足。

• 为太空应用选择合适的版本对成功完成任何任务都至关重要。
• 关键的功能挑战包括应力消除、电磁干扰 (EMI)、阻止环境刺激物和确保系统正确接地。
• 用于太空级应用的尾附件材料必须耐腐蚀并能够承受严苛环境考验。
• 一些对性能构成挑战的极端条件包括冲击和振动、极端温度和温度变化、释气以及暴露在地球大气层外的强烈光线下。
• 展望未来用于太空应用的互连技术，必须对部件进行优化以减小尺寸和减轻重量。