តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់សញ្ញានៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់ RF សម្រាប់កម្មវិធីប្រេកង់ខ្ពស់?

នៅក្នុងយុគសម័យនៃការត្រួតត្រានៃប្រេកង់ខ្ពស់— រលកមីលីម៉ែត្រ (mmWave) ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ 5G-Advanced ផ្កាយរណប LEO និងរ៉ាដាបើកបរស្វ័យភាពកម្រិតទី 4- Signal Integrity (SI)  បានផ្លាស់ប្តូរពីការពិចារណាលើការរចនាទៅជាស្តង់ដារចុងក្រោយនៃឧត្តមភាពផ្នែករឹង។

ក្នុងនាមជាថ្នាំងសំខាន់ៗនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សញ្ញា RF ឧបករណ៍ភ្ជាប់គឺជាចំណុចដែលងាយរងគ្រោះបំផុតសម្រាប់ការប្រែប្រួលនៃឧបសគ្គ ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល និងការរំសាយថាមពល។ នៅប្រេកង់លើសពី 28GHz សូម្បីតែពិការភាពសម្ភារៈមីក្រូទស្សន៍ ឬការតម្រឹមមេកានិក 0.01mm អាចនាំឱ្យមានការបរាជ័យនៃតំណភ្ជាប់មហន្តរាយ។ អត្ថបទនេះស្វែងយល់ពីរបៀបជំរុញការបាត់បង់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ RF ទៅនឹងដែនកំណត់រូបវន្តរបស់វា តាមរយៈវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈកម្រិតខ្ពស់ គំរូរូបវន្តយ៉ាងម៉ត់ចត់ និងការគ្រប់គ្រងការផលិតភាពជាក់លាក់។

1. Impedance Continuity Modeling: លុបបំបាត់ការបាត់បង់ត្រឡប់មកវិញនៅប្រភព

នៅក្នុងការបញ្ជូនប្រេកង់ខ្ពស់ ការផ្លាស់ប្តូរណាមួយនៅក្នុងវិមាត្ររូបវន្ត ឬបរិស្ថាន dielectric ត្រូវបាន 'យល់ឃើញ' ដោយរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកជាការឈប់ដំណើរការ។ ភាពមិនដំណើរការទាំងនេះបង្កឱ្យមានការឆ្លុះបញ្ចាំង ដែលត្រូវបានកំណត់ថាជា ការបាត់បង់ត្រឡប់មកវិញ (RL) ដែលបំផ្លាញថាមពលសរុបដែលបានបញ្ជូនទៅអង់តែន ឬអ្នកទទួល។

ការផ្លាស់ប្តូរ និងសំណងជាជំហានៗ

ចំណុចប្រទាក់ដែល conductor ខាងក្នុងជួបនឹងការគាំទ្រ dielectric គឺជា 'តំបន់ហានិភ័យខ្ពស់' ដ៏ល្បីល្បាញសម្រាប់ការលោត impedance ។ ដើម្បីកាត់បន្ថយបញ្ហានេះ វិស្វករ RF ជំនាញប្រើប្រាស់ Tapered Transition ។  ការរចនា តាមរយៈការប្រើការផ្លាស់ប្តូរជម្រាលមីក្រូទស្សន៍នៅក្នុងអង្កត់ផ្ចិត conductor ឬ dielectric geometry ការផ្លាស់ប្តូរនឹងរារាំងការប្រែប្រួលនៃ impedance ។

ការសម្រេចបាននូវចំណុចនេះទាមទារឱ្យមានគំរូ ភាពស្មោះត្រង់ HFSS (High-Frequency Structure Simulator)  ក្នុងកំឡុងដំណាក់កាល R&D ។ វិស្វករត្រូវតែធ្វើការបោសសំអាតម្តងហើយម្តងទៀត ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាព នៃតង់ស្យុងតង់ស្យុងថេរ (VSWR)  នៅទូទាំងកម្រិតបញ្ជូនប្រតិបត្តិការទាំងមូល ដោយធានាថាការផ្លាស់ប្តូរនៅតែជាអគ្គិសនី 'មើលមិនឃើញ។'

ការត្រួតពិនិត្យភាពជាក់លាក់នៃគម្លាតខ្យល់ និងប៉ារ៉ាស៊ីត

ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការមេត្រីនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ពីរ គម្លាតខ្យល់បណ្តោយណាមួយរវាងទំនាក់ទំនងកណ្តាលបង្កើតប៉ារ៉ាស៊ីត inductance ។ នៅប្រេកង់ mmWave គម្លាតតូចរហូតដល់ 0.05mm អាចបន្ថយការខាតបង់ត្រឡប់មកវិញដោយ 5-10dB ដោយបង្កើត 'bottleneck' នៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ដើម្បីទប់ទល់នឹងបញ្ហានេះ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់អនុវត្ត យន្តការទំនាក់ទំនងយឺត  ឬក្រិតតាមខ្នាតគំរូនៃការផ្ទុកជាមុន ដើម្បីរក្សាសម្ពាធទំនាក់ទំនងរាងកាយ និងអគ្គិសនីថេរ ដោយមិនគិតពីការពង្រីកកម្ដៅ ឬរំញ័រមេកានិច។

2. ការច្នៃប្រឌិតសម្ភារៈ Dielectric: យកឈ្នះការបាត់បង់ Dielectric

នៅពេលដែលប្រេកង់ប្រតិបត្តិការឡើងដល់ជួរ GHz និង THz វត្ថុធាតុ dielectric ចាប់ផ្តើមធ្វើសកម្មភាពដូចជា 'អេប៉ុង' ស្រូបយកថាមពលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចតាមរយៈការកកិតម៉ូលេគុល ហើយបំលែងវាទៅជាកំដៅ។ នេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា Dielectric Loss.

ការផ្លាស់ប្តូរទៅពង្រីក PTFE (ePTFE)

ខណៈពេលដែល PTFE រឹងប្រពៃណី (Polytetrafluoroethylene) គឺជាស្តង់ដារឧស្សាហកម្មជាយូរមកហើយដោយសារតែ កត្តា Dissipation ទាបរបស់វា (Df) វាឈានដល់ដែនកំណត់រាងកាយរបស់វានៅក្នុងវិសាលគម mmWave ។ ការតភ្ជាប់អន្តរកម្មដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ទំនើបប្រើប្រាស់ PTFE ពង្រីក (ePTFE) ។ តាមរយៈការណែនាំ micropores ខ្យល់ចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីស fluoropolymer ប្រសិទ្ធភាព Dielectric Constant (Dk)  ត្រូវបានកាត់បន្ថយពីប្រហែល 2.1 ឆ្ពោះទៅរកតម្លៃដ៏ល្អនៃ 1.0 (ខ្យល់)។ នេះកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវការថយចុះនៃប៉ូឡូរីសៀ ហើយអនុញ្ញាតឱ្យមានល្បឿនផ្សព្វផ្សាយសញ្ញាលឿនជាងមុន។

ស្ថេរភាពកម្ដៅ-មេកានិច និងការផ្គូផ្គង CTE

ឧបករណ៍ភ្ជាប់បង្កើតកំដៅមូលដ្ឋានក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការថាមពលខ្ពស់។ ប្រសិនបើ មេគុណនៃការពង្រីកកំដៅ (CTE)  នៃ dielectric មិនត្រូវគ្នានឹង conductor លោហៈ (ជាធម្មតាលង្ហិន ឬទង់ដែង beryllium) ការផ្លាស់ទីលំនៅរាងកាយកើតឡើង។ ឥទ្ធិពល 'pumping' នេះបំផ្លាញសមតុល្យ impedance តាមពេលវេលា។ ការជ្រើសរើសសមា្ភារៈដែលភ្ជាប់គ្នាដោយស្ថេរភាពកម្ដៅ ធានានូវដំណើរការអគ្គិសនីជាប់លាប់នៅទូទាំងបរិយាកាសខ្លាំង ដែលជាធម្មតាមានចាប់ពី -55°C ដល់ +125°C។

3. រូបវិទ្យាលើផ្ទៃ៖ ដោះស្រាយផលប៉ះពាល់ស្បែក និង PIM

នៅពេលដែលប្រេកង់កើនឡើង លំហូរបច្ចុប្បន្នត្រូវបានដាក់កម្រិតទៅលើស្រទាប់ស្តើងខ្លាំងនៅលើផ្ទៃរបស់ conductor ដែលជាបាតុភូតដែលគេស្គាល់ថាជា ឥទ្ធិពលស្បែក ។ នៅ 30GHz ជម្រៅស្បែកនៃទង់ដែងគឺតិចជាង 0.4 មីក្រូម៉ែត្រ។

ភាពរដុបលើផ្ទៃ (រ៉ា)

ប្រសិនបើមីក្រូទស្សន៍ 'កំពូលភ្នំ និងជ្រលងភ្នំ' លើផ្ទៃលោហៈមានទំហំធំជាងជម្រៅស្បែក នោះប្រវែងផ្លូវសញ្ញាពិតប្រាកដនឹងកើនឡើងនៅពេលដែល 'ឡើងភ្នំ' លើផ្ទៃខាងលើ។ នេះបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងការបាត់បង់ធន់ទ្រាំ។ អាស្រ័យហេតុនេះ តួខាងក្នុងនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ RF លំដាប់ខ្ពស់ ឆ្លងកាត់ ការខាត់គីមី  ឬ ការកិនកញ្ចក់  ដើម្បីរក្សាភាពរដុបលើផ្ទៃ (Ra) នៅក្រោម 0.4μm ដែលធានាបាននូវផ្លូវត្រង់បំផុតសម្រាប់ការធ្វើដំណើរសញ្ញា។

ការផ្លាស្ទិចមិនម៉ាញ៉េទិច និងអកម្មអន្តរកម្ម (PIM)

នៅក្នុងពហុក្រុម កម្មវិធីដែលមានថាមពលខ្ពស់ដូចជាស្ថានីយ៍មូលដ្ឋានកោសិកា Passive Intermodulation (PIM)  គឺជារបៀបបរាជ័យដ៏សំខាន់ដែលភាពមិនស្របគ្នាបង្កើតការជ្រៀតជ្រែក។ ដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់ និងទប់ស្កាត់ PIM ការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុ ferromagnetic ដូចជានីកែលជាស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវតែត្រូវបានជៀសវាងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ជំនួស Ternary Alloy (ស  . ផ្លាកពណ៌ប្រាក់  មកវិញ ដំណើរការ ប្រាក់ដែលមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់បំផុតនៃធាតុណាមួយ ផ្តល់នូវការបាត់បង់ធន់ទ្រាំទាបបំផុតនៅស្រទាប់ស្បែក។

4. ដំណើរការផលិត និងស្ថេរភាពនៃការតភ្ជាប់

ការរចនាទ្រឹស្ដីដែលគ្មានកំហុសអាចត្រូវបានសម្របសម្រួលយ៉ាងងាយស្រួលដោយការប្រឌិត ឬបច្ចេកទេសដំឡើងមិនល្អ។ ភាពជាក់លាក់នៅកម្រិតមីក្រូគឺជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ដើម្បីដឹងពីការអនុវត្តដែលបានក្លែងធ្វើ។

បច្ចេកវិជ្ជាបញ្ចប់ (Crimp vs. Solder):  ការផ្សារដែកផ្តល់នូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា និងចរន្តអគ្គិសនីដ៏ប្រសើរ ប៉ុន្តែមានហានិភ័យនៃ ' solder wicking ។' ប្រសិនបើ solder ហូរចូលទៅក្នុងតំបន់ dielectric វាផ្លាស់ប្តូរសមត្ថភាពក្នុងស្រុក និងបំផ្លាញការផ្គូផ្គង impedance ។ Crimping ខណៈពេលដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុនសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ ទាមទារភាពជាក់លាក់នៃឧបករណ៍ខ្លាំង ដើម្បីធានាថាមិនមានស្នាមប្រេះ ឬការខូចទ្រង់ទ្រាយណាមួយត្រូវបានបង្កើតនៅសន្លាក់នោះទេ។

ប្រសិទ្ធភាពនៃការការពារ៖  សញ្ញាប្រេកង់ខ្ពស់គឺងាយនឹងលេចធ្លាយ (EMI) ។ យន្តការភ្ជាប់ខ្សែ (ឧ. SMA, Type N, 2.92mm ) ផ្តល់នូវ ប្រសិទ្ធភាពការពារ ប្រសើរជាងមុនខ្លាំង - ជាញឹកញាប់លើសពី -100dB - បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រភេទរុញ (ឧទាហរណ៍ SMP, MCX) ដែលអាចទទួលរងពីការលេចធ្លាយ RF នៅយន្តហោះមិត្តរួម។

5. សុពលភាពតាមបែបវិទ្យាសាស្ត្រ៖ តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីវាស់ស្ទង់ការបាត់បង់ RF ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ?

អ្នកមិនអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពអ្វីដែលអ្នកមិនអាចវាស់វែងបានទេ។ ការធ្វើឱ្យមានសុពលភាពនៃការអនុវត្តការខាតបង់ទាបតម្រូវឱ្យមានការវាស់វែងស្មុគ្រស្មាញ។

ការក្រិតតាមខ្នាត VNA និងការលុបបង្កប់

ឧបករណ៍ វិភាគបណ្តាញវ៉ិចទ័រ (VNA)  គឺជាឧបករណ៍ចម្បងសម្រាប់វាស់ការបាត់បង់ការបញ្ចូល និងការបាត់បង់ត្រឡប់មកវិញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ខ្សែ និងអាដាប់ទ័រដែលប្រើដើម្បីភ្ជាប់ឧបករណ៍ដែលកំពុងធ្វើតេស្ត (DUT) ទៅ VNA បង្ហាញពីការខាតបង់របស់ពួកគេផ្ទាល់។ វិស្វករត្រូវតែប្រើ ការក្រិតតាមខ្នាតច្រកពេញលេញ  (SOLT ឬ TRL) ដើម្បី 'de-embed' ឧបករណ៍សាកល្បង។ សម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ SMT (Surface Mount) ស្តង់ដារនៃការក្រិត TRL (Thru-Reflect-Line)  ត្រូវបានប្រើដើម្បីដកការបាត់បង់ដាន PCB ដោយបំបែកដំណើរការពិតរបស់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដោយខ្លួនឯង។

6. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការសម្រេចបាននូវតុល្យភាពនៃការអនុវត្ត និងការចំណាយ

ការកាត់បន្ថយការបាត់បង់ RF គឺមិនមែនគ្រាន់តែអំពីការជ្រើសរើសសម្ភារៈដែលថ្លៃបំផុតនោះទេ។ វាគឺអំពីការរួមបញ្ចូលរួមនៃរូបវិទ្យា គីមីវិទ្យា និងវិស្វកម្មមេកានិច។

នៅពេលរចនាប្រព័ន្ធប្រេកង់ខ្ពស់បន្ទាប់របស់អ្នក សូមពិចារណាសសរស្តម្ភទាំងបីនេះ៖

កំណត់ប្រេកង់កាត់៖  ប្រសិនបើកម្មវិធីរបស់អ្នកដំណើរការនៅល្បឿន 18GHz នោះ SMA ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ដែលមានអត្រា 18GHz គឺមានប្រសិទ្ធភាពជាង ហើយជារឿយៗរឹងមាំជាងឧបករណ៍ភ្ជាប់ 40GHz 2.92mm ។

ផ្តោតលើភាពសុចរិតនៃតំណភ្ជាប់៖  ការផ្គូផ្គង impedance រវាងឧបករណ៍ភ្ជាប់ ខ្សែ និងការផ្លាស់ប្តូរ PCB គឺសំខាន់ជាងការបញ្ជាក់ដាច់ដោយឡែកនៃសមាសភាគតែមួយ។

ភាពធន់នឹងបរិស្ថាន៖  ត្រូវប្រាកដថាជម្រើសសម្ភារៈរបស់អ្នកមានគណនីសម្រាប់ភាពតានតឹងផ្នែកកម្ដៅ និងមេកានិចនៃបរិស្ថានប្រើប្រាស់ចុងក្រោយ។

ក្នុងនាមជាអ្នកផលិតឯកទេសក្នុងវិស័យទំនាក់ទំនង RF យើងរក្សានូវមន្ទីរពិសោធន៍ RF ពេញលេញ និងក្រុមពិសោធអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលខិតខំប្រឹងប្រែង។ ប្រសិនបើអ្នកកំពុងជួបប្រទះការបន្ថយសញ្ញា អស្ថិរភាពដំណាក់កាល ឬការបាត់បង់ការត្រឡប់មកវិញច្រើនពេកនៅក្នុងតំណភ្ជាប់ដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់របស់អ្នក សូមទាក់ទងវិស្វករកម្មវិធីរបស់យើងថ្ងៃនេះ។ យើងផ្តល់នូវទិន្នន័យបច្ចេកទេសដ៏ទូលំទូលាយ ម៉ូដែល HFSS និងដំណោះស្រាយទំនាក់ទំនងអន្តរកម្មតាមតម្រូវការដែលបានរចនាឡើងសម្រាប់បរិស្ថានឯកទេសដែលត្រូវការបំផុត។