ለከፍተኛ ድግግሞሽ አፕሊኬሽኖች በ RF Connectors ውስጥ የሲግናል ኪሳራን እንዴት መቀነስ ይቻላል?

በከፍተኛ-ድግግሞሽ የበላይነት ዘመን - ስፓኒንግ ሚሊሜትር-ሞገድ (ሚሜ ዌቭ) ፣ 5G-የላቀ መሠረተ ልማት ፣ የሊዮ ሳተላይት ህብረ ከዋክብት እና ደረጃ 4 ራሳቸውን ችለው የሚነዱ ራዳሮች - ሲግናል ኢንተግሪቲ (SI)  ከዲዛይን ግምት ወደ የሃርድዌር የላቀ ደረጃ መመዘኛ ተሸጋግሯል።

በ RF ሲግናል ሰንሰለት ውስጥ እንደ ወሳኝ አንጓዎች፣ ማገናኛዎች ለተከላካዮች መለዋወጥ፣ የደረጃ ፈረቃዎች እና የኃይል መበታተን በጣም የተጋለጡ ነጥቦች ናቸው። ከ28GHz በሚበልጡ ድግግሞሾች፣ በአጉሊ መነጽር የሚታዩ የቁሳቁስ ጉድለቶች ወይም የ0.01ሚሜ ሜካኒካል አለመገጣጠም ወደ አስከፊ የአገናኝ ውድቀት ሊያመራ ይችላል። ይህ መጣጥፍ በላቁ የቁስ ሳይንስ፣ በጠንካራ አካላዊ ሞዴሊንግ እና በትክክለኛ የማምረቻ ቁጥጥር አማካኝነት የ RF አያያዥ ኪሳራን ወደ አካላዊ ገደቡ እንዴት እንደሚገፋ ይዳስሳል።

1. ኢምፔዳንስ ቀጣይነት ሞዴሊንግ፡- ከምንጩ የመመለስ ኪሳራን ማስወገድ

በከፍተኛ-ድግግሞሽ ስርጭት፣ በአካላዊ ልኬቶች ወይም በዲኤሌክትሪክ አካባቢ ላይ የሚደረጉ ማናቸውም ለውጦች በኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች እንደ እክል መቋረጥ 'የሚገነዘቡት' ናቸው። እነዚህ መቋረጦች ነጸብራቆችን ያስከትላሉ፣ በቁጥር ተመላሽ መጥፋት (RL) ፣ ይህም ወደ አንቴና ወይም ተቀባዩ የሚሰጠውን አጠቃላይ ኃይል ዝቅ ያደርገዋል።

የተለጠፈ ሽግግር እና የእርምጃ ማካካሻ

የውስጠኛው መሪው ከዳይኤሌክትሪክ ድጋፍ ጋር የሚገናኝበት በይነገጽ ለእግር መዝለሎች በጣም የሚታወቅ 'ከፍተኛ አደጋ ዞን' ነው። ይህንን ለማቃለል ኤክስፐርት የ RF መሐንዲሶች የተቀዳጁ የሽግግር  ንድፎችን ይጠቀማሉ። በአጉሊ መነጽር የግራዲየንት ለውጦችን በመመሪያው ዲያሜትር ወይም በዲኤሌክትሪክ ጂኦሜትሪ በመጠቀም፣ ሽግግሩ የግንዛቤ ውዥንብርን ይፈጥራል።

ይህንን ለማግኘት ከፍተኛ ታማኝነት ያለው HFSS (ከፍተኛ ድግግሞሽ መዋቅር ሲሙሌተር) ሞዴል ማድረግን ይጠይቃል። መሐንዲሶች የተረጋጋ  በ R&D ደረጃ ወቅት ለማረጋገጥ፣ ሽግግሩ በኤሌክትሪክ የማይታይ መሆኑን ለማረጋገጥ ተደጋጋሚ ማጣሪያዎችን ማድረግ አለባቸው ። የቮልቴጅ ስታንዲንግ ሞገድ ሬሾ (VSWR)  በጠቅላላው የአሠራር ባንድዊድዝ ላይ

የአየር ክፍተቶች እና ጥገኛ ተውሳኮች ትክክለኛ ቁጥጥር

በሁለት ማያያዣዎች የመገጣጠም ሂደት ውስጥ በማዕከላዊ ግንኙነቶች መካከል ያለው ማንኛውም ረዥም የአየር ክፍተት ጥገኛ ተውሳክ ይፈጥራል. በmmWave ድግግሞሾች፣ 0.05ሚሜ ትንሽ የሆነ ክፍተት የመመለሻ ኪሳራን በ5-10 ዲቢቢ ዝቅ በማድረግ በስርዓቱ ውስጥ 'የጠርሙስ አንገትን' መፍጠር ይችላል። ይህንን ለመዋጋት ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸው ማያያዣዎች የመለጠጥ ዘዴዎችን ወይም የተስተካከሉ የቅድመ-ጭነት ንድፎችን ይተገብራሉ። የሙቀት መስፋፋት ወይም የሜካኒካል ንዝረት ምንም ይሁን ምን የማያቋርጥ የአካላዊ እና የኤሌክትሪክ ግንኙነት ግፊትን ለመጠበቅ

2. Dielectric Material Innovation: Dielectric ኪሳራን ማሸነፍ

የክወና ድግግሞሾች ወደ GHz እና THz ክልሎች ሲወጡ፣ ዳይኤሌክትሪክ ቁሶች እንደ 'ስፖንጅ' መስራት ይጀምራሉ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሃይልን በሞለኪውላዊ ግጭት በመምጠጥ ወደ ሙቀት ይለውጠዋል። ይህ በመባል ይታወቃል Dielectric Loss .

ወደ የተስፋፋ PTFE (ePTFE) ሽግግር

ባሕላዊ ጠንካራ PTFE (Polytetrafluoroethylene) በዝቅተኛ ምክንያት ለረጅም ጊዜ የኢንዱስትሪ ደረጃ ሆኖ ቢቆይም የመበታተን ሁኔታ (ዲኤፍ) በ mmWave spectrum ውስጥ ወደ አካላዊ ወሰኖቹ ይደርሳል። ዘመናዊ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ማገናኛዎች Expanded PTFE (ePTFE) ይጠቀማሉ ። የአየር ማይክሮፖረሮችን ወደ ፍሎሮፖሊመር ማትሪክስ በማስተዋወቅ ውጤታማ የሆነው Dielectric Constant (Dk)  ከ 2.1 በግምት ወደ ተስማሚ እሴት 1.0 (አየር) ይቀንሳል። ይህ የፖላራይዜሽን ቅነሳን በእጅጉ ይቀንሳል እና ፈጣን የምልክት ስርጭት ፍጥነትን ይፈቅዳል።

ቴርሞ-ሜካኒካል መረጋጋት እና የሲቲኢ ማዛመድ

ማገናኛዎች በከፍተኛ ኃይል በሚሠራበት ጊዜ አካባቢያዊ ሙቀትን ያመነጫሉ. የዲኤሌክትሪክ ከሆነ አካላዊ መፈናቀል ይከሰታል። ሙቀት ማስፋፊያ (ሲቲኢ)  ከብረት ማስተላለፊያው (ብዙውን ጊዜ ናስ ወይም ቤሪሊየም መዳብ) ጋር የማይመሳሰል ይህ 'የመምጠጥ' ተጽእኖ በጊዜ ሂደት የ impedance ሚዛኑን ያጠፋል. በሙቀት ደረጃ የተረጋጉ፣ የተሳሰሩ ቁሶችን መምረጥ በከፋ አካባቢዎች ላይ ወጥ የሆነ የኤሌትሪክ አፈጻጸምን ያረጋግጣል፣ በተለይም ከ -55°C እስከ +125°C።

3. የገጽታ ፊዚክስ፡ የቆዳ ውጤትን እና ፒኤምን ማስተናገድ

ድግግሞሹ እየጨመረ በሄደ ቁጥር የወቅቱ ፍሰት በኮንዳክተሩ ወለል ላይ እጅግ በጣም ቀጭን ንብርብር ላይ ተገድቧል፣ይህ ክስተት የቆዳው ውጤት . በ 30GHz የመዳብ የቆዳ ጥልቀት ከ 0.4 ማይክሮሜትር ያነሰ ነው.

የገጽታ ሸካራነት (ራ) ወሳኝነት

በብረት ላይ ያሉት ጥቃቅን 'ቁንጮዎች እና ሸለቆዎች' ከቆዳው ጥልቀት የሚበልጡ ከሆነ, አሁን ያለው 'በላይኛው የመሬት አቀማመጥ ላይ ሲወጣ' ትክክለኛው የሲግናል መንገድ ርዝመት ይጨምራል. ይህ በተቃውሞ መጥፋት ውስጥ ስለታም እድገትን ያስከትላል። ስለሆነም የፕሪሚየም RF ማያያዣዎች የውስጥ ዳይሬክተሮች የገጽታ ሸካራነት (ራ) ከ 0.4μm በታች እንዲሆን በኬሚካላዊ ማጣሪያ  ወይም በመስታወት መፍጨት ይከናወናል  ፣ ይህም ለሲግናል ጉዞ በጣም ቀጥተኛውን መንገድ ያረጋግጣል።

መግነጢሳዊ ያልሆነ ፕላቲንግ እና ተገብሮ ኢንተርሞዱሌሽን (PIM)

በብዝሃ-ባንድ ውስጥ፣ እንደ ሴሉላር ቤዝ ጣቢያዎች፣ Passive Intermodulation (PIM) ባለከፍተኛ ሃይል አፕሊኬሽኖች  መስመራዊ ያልሆኑ ጣልቃገብነቶች የሚፈጥሩበት ወሳኝ ውድቀት ሁነታ ነው። ኪሳራን ለመቀነስ እና ፒኤምን ለማፈን እንደ ኒኬል ያሉ ፌሮማግኔቲክ ቁሶችን ከመሬት በታች መጠቀም በጥብቅ መወገድ አለበት። በምትኩ፣ Ternary Alloy (ነጭ ነሐስ)  ወይም ወፍራም ሲልቨር ፕላቲንግ  ሂደቶች ተቀባይነት አላቸው። የማንኛውም ኤለመንት ከፍተኛውን የኤሌትሪክ ንክኪነት ያለው ብር በቆዳው ሽፋን ላይ ያለውን ዝቅተኛውን የመቋቋም አቅም ይሰጣል።

4. የማምረት ሂደት እና የግንኙነት መረጋጋት

እንከን የለሽ የንድፈ ሃሳባዊ ንድፍ በመጥፎ ማምረቻ ወይም የመሰብሰቢያ ዘዴዎች በቀላሉ ሊበላሽ ይችላል. በማይክሮን ደረጃ ላይ ያለው ትክክለኛነት የተመሰለውን አፈፃፀም ለመገንዘብ ብቸኛው መንገድ ነው።

የማቋረጫ ቴክኖሎጂ (Crimp vs. Solder)፡-  መሸጥ የላቀ የሄርሜቲክስ እና የኤሌትሪክ ቀጣይነት ያለው ነገር ግን 'የሽያጭ መወጠርን' አደጋን ይይዛል። ክሪምፕንግ፣ ለጅምላ ምርት የበለጠ ቀልጣፋ ቢሆንም፣ በመገጣጠሚያው ላይ ምንም አይነት ቁስሎች ወይም ቅርፆች አለመፈጠሩን ለማረጋገጥ ከፍተኛ የመሳሪያ ትክክለኛነትን ይጠይቃል።

የመከለል ውጤታማነት፡-  ከፍተኛ ድግግሞሽ ምልክቶች ለመጥፋት (EMI) በጣም የተጋለጡ ናቸው። የተጣመሩ የማጣመጃ ዘዴዎች (ለምሳሌ SMA, Type N, 2.92mm ) በከፍተኛ ደረጃ የተሻሉ የመከላከያ ውጤታማነትን ያቀርባሉ - ብዙ ጊዜ -100 ዲቢቢ - ከመግፋት ዓይነቶች (ለምሳሌ, SMP, MCX) ጋር ሲነጻጸር, በማጣመር አውሮፕላን ውስጥ በ RF መፍሰስ ሊሰቃዩ ይችላሉ.

5. ሳይንሳዊ ማረጋገጫ፡ የ RF ኪሳራን በትክክል እንዴት መለካት ይቻላል?

መለካት የማትችለውን ማመቻቸት አትችልም። ዝቅተኛ-ኪሳራ አፈጻጸምን ማረጋገጥ የተራቀቀ ሜትሮሎጂን ይጠይቃል።

ቪኤንኤ ማስተካከል እና መክተት

የቬክተር ኔትወርክ ተንታኝ (VNA)  የማስገባት ኪሳራ እና መመለስ ኪሳራን ለመለካት ቀዳሚ መሳሪያ ነው። ነገር ግን መሣሪያውን በሙከራ (DUT) ከቪኤንኤ ጋር ለማገናኘት የሚያገለግሉ ገመዶች እና አስማሚዎች የራሳቸውን ኪሳራ ያስተዋውቃሉ። መሐንዲሶች መጠቀም አለባቸው ። ሙሉ ወደብ መለካት (SOLT ወይም TRL)  የሙከራ መሳሪያውን 'ለመክተት' ለSMT (Surface Mount) ማገናኛዎች፣ TRL (Thru-Reflect-line)  የካሊብሬሽን ደረጃዎች የ PCB መከታተያ መጥፋትን ለመቀነስ ያገለግላሉ፣ ይህም የማገናኛውን ትክክለኛ አፈጻጸም ይለያል።

6. ማጠቃለያ፡ የአፈጻጸም እና ወጪን ሚዛን ማሳካት

የ RF ኪሳራን መቀነስ በጣም ውድ የሆኑ ቁሳቁሶችን መምረጥ ብቻ አይደለም; ስለ ፊዚክስ፣ ኬሚስትሪ እና ሜካኒካል ምህንድስና አጠቃላይ ውህደት ነው።

የሚቀጥለውን ከፍተኛ-ድግግሞሽ ስርዓትዎን ሲነድፉ እነዚህን ሶስት ምሰሶዎች ያስቡባቸው፡-

የመቁረጥ ድግግሞሽን ይግለጹ  ፡ መተግበሪያዎ በ18GHz የሚሰራ ከሆነ፣ 18GHz ደረጃ የተሰጠው ከፍተኛ ትክክለኛነት SMA የበለጠ ወጪ ቆጣቢ እና ብዙ ጊዜ ከ40GHz 2.92ሚሜ ማገናኛ የበለጠ ጠንካራ ነው።

በአገናኝ ኢንቴግሪቲ ላይ አተኩር  ፡ በአገናኝ፣ በኬብሉ እና በፒሲቢ ሽግግር መካከል ያለው የንፅፅር ማዛመጃ ከአንድ ነጠላ አካል መመዘኛዎች የበለጠ ወሳኝ ነው።

የአካባቢ ጥበቃ  ፡ የቁሳቁስ ምርጫዎች ለመጨረሻ ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውል አካባቢ ያለውን የሙቀት እና ሜካኒካዊ ጭንቀቶች መለያ መሆናቸውን ያረጋግጡ።

በ RF ኮሙኒኬሽን መስክ ውስጥ እንደ ልዩ አምራች, ሙሉ መጠን ያለው የ RF ላቦራቶሪ እና ራሱን የቻለ ኤሌክትሮማግኔቲክ አስመሳይ ቡድን እንይዛለን. በከፍተኛ-ድግግሞሽ አገናኞችዎ ላይ የሲግናል ቅነሳ፣ የደረጃ አለመረጋጋት ወይም ከመጠን ያለፈ የመመለሻ መጥፋት እያጋጠመዎት ከሆነ፣ ዛሬ ​​የእኛን መተግበሪያ መሐንዲሶች ያነጋግሩ። አጠቃላይ ቴክኒካዊ መረጃዎችን፣ የኤችኤፍኤስኤስ ሞዴሎችን እና ብጁ የግንኙነት መፍትሄዎችን በጣም ለሚፈልጉ ልዩ አካባቢዎች እናቀርባለን።