Жоғары жиілікті үстемдік дәуірінде — миллиметрлік толқын (ммТолқын) , 5G-Advanced инфрақұрылымы, LEO спутниктік шоқжұлдыздары және 4-деңгейдегі автономды жетекті радарлар — Сигнал тұтастығы (SI) дизайнды қарастырудан аппараттық құралдың ең жоғарғы деңгейіне көшті.
РЖ сигнал тізбегіндегі маңызды түйіндер ретінде қосқыштар кедергі ауытқулары, фазалық ығысулар және энергияның диссипациясы үшін ең осал нүктелер болып табылады. 28 ГГц-тен асатын жиіліктерде, тіпті микроскопиялық материал ақаулары немесе 0,01 мм механикалық тураланбау да апатты байланыс ақауына әкелуі мүмкін. Бұл мақалада озық материалтану, қатаң физикалық модельдеу және дәл өндірісті басқару арқылы РЖ қосқышының жоғалуын физикалық шектерге қалай шығару керектігі зерттеледі.
1. Кедергінің үздіксіздігін модельдеу: көзден қайтарым жоғалтуды жою
Жоғары жиілікті берілісте физикалық өлшемдердің немесе диэлектрлік ортаның кез келген өзгерісі электромагниттік толқындар арқылы кедергінің үзілуі ретінде 'қабылданады'. Бұл үзілістер қайтару жоғалуы (RL) ретінде сандық шағылысуларды тудырады.антеннаға немесе қабылдағышқа жеткізілетін жалпы қуатты төмендететін
Конусты өту және қадамдық өтемақы
Ішкі өткізгіштің диэлектрлік тірекке сәйкес келетін интерфейсі кедергілердің секірулері үшін әйгілі 'жоғары қауіпті аймақ' болып табылады. Мұны жеңілдету үшін сарапшы РЖ инженерлері Конусты өту конструкцияларын пайдаланады. Өткізгіштің диаметріндегі немесе диэлектрлік геометриядағы микроскопиялық градиент өзгерістерін қолдану арқылы өту кедергінің ауытқуын буферлейді.
Бұған қол жеткізу жоғары дәлдіктегі HFSS (Жоғары жиілікті құрылым симуляторы) модельдеуді қажет етеді. Инженерлер ҒЗТКЖ кезеңінде қамтамасыз ету үшін қайталанатын сыпыруды орындауы керек . тұрақты кернеудің тұрақты толқындарының қатынасын (VSWR) ауысудың электрлік түрде 'көрінбейтін' болуын қамтамасыз ете отырып, бүкіл операциялық өткізу жолағында
Ауа саңылаулары мен паразиттерді дәл бақылау
Екі қосқышты біріктіру процесі кезінде орталық контактілер арасындағы кез келген бойлық ауа саңылауы паразиттік индуктивтілікті тудырады. MmWave жиіліктерінде 0,05 мм-ге дейінгі аралық қайтару жоғалтуын 5–10 дБ төмендетіп, жүйеде тиімді 'тартерек' тудыруы мүмкін. Мұнымен күресу үшін өнімділігі жоғары қосқыштар серпімді контакт механизмдерін немесе калибрленген алдын ала жүктеме конструкцияларын жүзеге асырады. термиялық кеңеюге немесе механикалық дірілге қарамастан тұрақты физикалық және электрлік жанасу қысымын ұстап тұру үшін
2. Диэлектрлік материалдың инновациясы: диэлектрлік шығынды жеңу
Жұмыс жиіліктері ГГц және ТГц диапазондарына көтерілгенде, диэлектрлік материалдар молекулалық үйкеліс арқылы электромагниттік энергияны сіңіріп, оны жылуға айналдырып, 'губкалар' сияқты әрекет ете бастайды. Бұл деп аталады диэлектрлік шығын .
Кеңейтілген PTFE (ePTFE) түріне ауысу
Дәстүрлі қатты PTFE (политетрафторэтилен) төмен байланысты ұзақ уақыт бойы салалық стандарт болғанымен диссипация коэффициентіне (Df) , ол mmWave спектрінде өзінің физикалық шегіне жетеді. Заманауи жоғары өнімді интерконнектер кеңейтілген PTFE (ePTFE) пайдаланады . Фторполимер матрицасына ауа микрокеуектерін енгізу арқылы тиімді диэлектрлік тұрақты (Dk) шамамен 2,1-ден 1,0 (ауа) идеалды мәніне дейін төмендейді. Бұл поляризацияның әлсіреуін айтарлықтай азайтады және сигналдың жылдам таралу жылдамдығына мүмкіндік береді.
Термомеханикалық тұрақтылық және CTE сәйкестігі
Қосқыштар жоғары қуатты жұмыс кезінде локализацияланған жылу шығарады. Егер жылулық кеңею коэффициенті (CTE) металл өткізгіштікіне сәйкес келмесе (әдетте жез немесе бериллий мыс), физикалық орын ауыстыру орын алады. диэлектриктің Бұл 'сорғы' әсері уақыт өте келе кедергі балансын бұзады. Термиялық тұрақтандырылған, көлденең байланыстырылған материалдарды таңдау әдетте -55 ° C пен + 125 ° C аралығындағы төтенше орталарда дәйекті электр өнімділігін қамтамасыз етеді.
3. Беттік физика: тері әсері және PIM мәселелерін шешу
Жиілік артқан сайын ток ағыны өткізгіш бетіндегі өте жұқа қабатпен шектеледі, бұл құбылыс Тері әсері деп аталады . 30 ГГц жиілікте мыстың тері тереңдігі 0,4 микрометрден аз.
Беттің кедір-бұдырының сынилігі (Ra)
Металл бетіндегі микроскопиялық 'шыңдар мен аңғарлар' тері тереңдігінен үлкен болса, нақты сигнал жолының ұзындығы жер бетінің топографиясы үстіндегі ток 'өрмелеу' сайын артады. Бұл резистивті жоғалтудың күрт өсуіне әкеледі. Тиісінше, жоғары сапалы РЖ қосқыштарының ішкі өткізгіштері химиялық жылтыратудан немесе айна тегістеуден өтеді. сигнал қозғалысының ең тікелей жолын қамтамасыз ете отырып, бетінің кедір-бұдырлығын (Ra) 0,4 мкм-ден төмен ұстау үшін
Магниттік емес қаптау және пассивті интермодуляция (PIM)
Ұялы базалық станциялар сияқты көп жолақты, жоғары қуатты қолданбаларда пассивті интермодуляция (PIM) сызықты емес кедергілер тудыратын маңызды сәтсіздік режимі болып табылады. Жоғалтуды азайту және PIM-ді басу үшін астыңғы қабат ретінде никель сияқты ферромагниттік материалдарды пайдаланудан қатаң түрде аулақ болу керек. Оның орнына үштік қорытпа (Ақ қола) немесе қалың күміс жалату процестері қабылданады. Кез келген элементтің ең жоғары электрөткізгіштігіне ие күміс тері қабатында мүмкін болатын ең аз резистивті жоғалтуды қамтамасыз етеді.
4. Өндіріс процесі және қосылу тұрақтылығы
Мінсіз теориялық дизайн нашар дайындау немесе құрастыру әдістерімен оңай бұзылуы мүмкін. Микрон деңгейіндегі дәлдік имитацияланған өнімділікті жүзеге асырудың жалғыз жолы болып табылады.
Аяқтау технологиясы (қысылу және дәнекерлеу): Дәнекерлеу жоғары герметикалық және электрлік үздіксіздікті қамтамасыз етеді, бірақ 'дәнекерлеудің' қатері бар. Егер дәнекерлеу диэлектрлік аймаққа ағып кетсе, ол жергілікті сыйымдылықты өзгертеді және кедергі сәйкестігін бұзады. Сығымдау, жаппай өндіру үшін тиімдірек болғанымен, түйіспеде ешқандай саңылаулар немесе деформациялар пайда болмау үшін құралдың өте дәлдігін талап етеді.
Қорғау тиімділігі: жоғары жиілікті сигналдар ағып кетуге өте сезімтал (EMI). Бұрандалы ілінісу механизмдері (мысалы, SMA, N түрі, 2,92 мм ) ұсынады (жиі -100 дБ-ден асады). Қорғау тиімділігін жұптасу жазықтығында радиожиілік ағып кетуі мүмкін итеру түрлерімен (мысалы, SMP, MCX) салыстырғанда айтарлықтай жақсырақ
5. Ғылыми тексеру: РЖ жоғалуын қалай дәл өлшеуге болады?
Өлшей алмайтын нәрсені оңтайландыру мүмкін емес. Аз шығынды өнімділікті тексеру күрделі метрологияны қажет етеді.
VNA калибрлеу және кірістіруді жою
Векторлық желі анализаторы (VNA) кірістіру жоғалуын және қайтару жоғалуын өлшеуге арналған негізгі құрал болып табылады. Дегенмен, сынақтағы құрылғыны (DUT) VNA-ға қосу үшін пайдаланылатын кабельдер мен адаптерлер өздерінің шығындарын тудырады. Инженерлер пайдалануы керек . толық порт калибрлеуін (SOLT немесе TRL) сынақ қондырғысын 'енгізу' үшін SMT (Surface Mount) қосқыштары үшін TRL (Thru-Reflect-Line) калибрлеу стандарттары коннектордың өзінің шынайы өнімділігін оқшаулай отырып, ПХД ізінің жоғалуын алып тастау үшін пайдаланылады.
6. Қорытынды: тиімділік пен құн теңгеріміне қол жеткізу
РЖ жоғалуын азайту ең қымбат материалдарды таңдау ғана емес; бұл физиканың, химияның және машина жасаудың тұтас интеграциясы туралы.
Келесі жоғары жиілікті жүйені жобалау кезінде мына үш тіректі ескеріңіз:
Өшіру жиілігін анықтаңыз: Қолданбаңыз 18 ГГц жиілікте жұмыс істесе, 18 ГГц номиналды жоғары дәлдіктегі SMA 40 ГГц 2,92 мм қосқышқа қарағанда үнемдірек және көбінесе сенімдірек.
Сілтеме тұтастығына назар аударыңыз: қосқыш, кабель және ПХД ауысуы арасындағы кедергі сәйкестігі бір құрамдас бөліктің жеке сипаттамаларына қарағанда маңыздырақ.
Қоршаған ортаға төзімділік: Материалды таңдау соңғы пайдалану ортасының жылу және механикалық кернеулерін есепке алатынына көз жеткізіңіз.
РЖ байланыс саласындағы мамандандырылған өндіруші ретінде біз толық ауқымды РЖ зертханасын және арнайы электромагниттік модельдеу тобын қолдаймыз. Жоғары жиілікті сілтемелеріңізде сигналдың әлсіреуі, фазаның тұрақсыздығы немесе шамадан тыс қайтару жоғалуы байқалса, бүгін қолданба инженерлеріне хабарласыңыз. Біз жан-жақты техникалық деректерді, ұсынамыз . HFSS үлгілерін және ең талап етілетін мамандандырылған орталарға арналған теңшелген интерконнект шешімдерін
