Өндөр давтамжийн давамгайлсан эрин үед— миллиметр долгион (ммДавалгаа) , 5G-дэвшилтэт дэд бүтэц, LEO хиймэл дагуулын одны системүүд, 4-р түвшний бие даасан жолоодлогын радарууд— Дохионы бүрэн бүтэн байдал (SI) нь дизайныг анхаарч үзэхээс техник хангамжийн эцсийн жишиг үзүүлэлт рүү шилжсэн.
RF дохионы гинжин хэлхээний чухал зангилааны хувьд холбогч нь эсэргүүцлийн хэлбэлзэл, фазын шилжилт, эрчим хүчний алдагдалд хамгийн эмзэг цэг юм. 28 ГГц-ээс дээш давтамжтай үед ч гэсэн бичил харуурын материалын гэмтэл эсвэл 0.01 мм-ийн механик алдаа нь сүйрлийн холбоосын эвдрэлд хүргэдэг. Энэхүү нийтлэл нь дэвшилтэт материаллаг шинжлэх ухаан, нарийн физик загварчлал, үйлдвэрлэлийн нарийн хяналтыг ашиглан RF холбогчийн алдагдлыг физикийн хязгаарт хэрхэн хүргэх талаар судлах болно.
1. Эсэргүүцлийн тасралтгүй байдлын загварчлал: Эх үүсвэр дэх өгөөжийн алдагдлыг арилгах
Өндөр давтамжийн дамжуулалтын үед физик хэмжээсүүд эсвэл диэлектрик орчны аливаа өөрчлөлтийг цахилгаан соронзон долгион нь эсэргүүцлийн тасалдал гэж 'хүлээн авдаг'. Эдгээр тасалдал нь гэж тооцогдох тусгалыг өдөөдөг . Буцах алдагдал (RL) антенн эсвэл хүлээн авагчид хүргэсэн нийт хүчийг бууруулдаг
Шовгор шилжилт ба алхамын нөхөн олговор
Дотор дамжуулагч нь диэлектрик тулгууртай таарч байгаа интерфэйс нь эсэргүүцлийн үсрэлтүүдийн 'өндөр эрсдэлтэй бүс' юм. Үүнийг багасгахын тулд RF-ийн шинжээч инженерүүд Шовгор шилжилтийн загварыг ашигладаг. Дамжуулагчийн диаметр эсвэл диэлектрик геометрийн микроскопийн градиент өөрчлөлтийг ашигласнаар шилжилт нь эсэргүүцлийн хэлбэлзлийг буфер болгодог.
Үүнд хүрэхийн тулд өндөр нарийвчлалтай HFSS (High-Frequency Structure Simulator) загварчлал шаардлагатай. R&D үе шатанд Инженерүүд давталттай шүүрдэх ажлыг гүйцэтгэх ёстой. Тогтвортой хүчдэлийн тогтмол долгионы харьцаа (VSWR) үйл ажиллагааны бүх зурвасын өргөнийг хамарч, шилжилтийг цахилгаанаар 'үл үзэгдэхгүй' байлгах ёстой.
Агаарын цоорхой ба шимэгчдийг нарийн хянах
Хоёр холбогчийг холбох явцад төвийн контактуудын хоорондох уртааш агаарын зай нь шимэгчийн индукцийг үүсгэдэг. MmWave давтамж дээр 0.05 мм-ээс бага зай нь өгөөжийн алдагдлыг 5-10 дБ-ээр бууруулж, системд 'сагдалт' үүсгэдэг. Үүнтэй тэмцэхийн тулд өндөр хүчин чадалтай холбогч нь дулааны тэлэлт, механик чичиргээнээс үл хамааран тогтмол физик болон цахилгаан контактын даралтыг хадгалахын тулд уян харимхай холбоо барих механизм эсвэл тохируулсан ачааллын загварыг хэрэгжүүлдэг.
2. Диэлектрик материалын шинэчлэл: Диэлектрик алдагдлыг даван туулах
Үйлдлийн давтамж нь GHz болон THz мужид авирах тусам диэлектрик материалууд нь 'хөвөн' шиг ажиллаж, молекулын үрэлтийн тусламжтайгаар цахилгаан соронзон энергийг шингээж, дулаан болгон хувиргаж эхэлдэг. Үүнийг гэж нэрлэдэг диэлектрик алдагдал .
Өргөтгөсөн PTFE (ePTFE) руу шилжих
Уламжлалт хатуу PTFE (политетрафторэтилен) нь бага -ын улмаас үйлдвэрлэлийн стандарт байсаар ирсэн боловч тархалтын хүчин зүйл (Df) мм долгионы спектрийн физикийн хязгаарт хүрдэг. Орчин үеийн өндөр хүчин чадалтай холболтууд нь Өргөтгөсөн PTFE (ePTFE) ашигладаг . Флуорополимер матрицад агаарын бичил нүхийг оруулснаар үр дүнтэй диэлектрик тогтмол (Dk) нь ойролцоогоор 2.1-ээс хамгийн тохиромжтой утга болох 1.0 (агаар) хүртэл буурдаг. Энэ нь туйлшралын бууралтыг мэдэгдэхүйц багасгаж, дохионы тархалтын хурдыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Термо-механик тогтвортой байдал ба CTE тохирч
Холбогч нь өндөр хүчин чадалтай ажиллах үед орон нутгийн дулааныг үүсгэдэг. Хэрэв дулааны тэлэлтийн коэффициент (CTE) нь металл дамжуулагчтай (ихэвчлэн гууль эсвэл бериллийн зэс) тохирохгүй байвал физик нүүлгэн шилжүүлэлт үүсдэг. диэлектрикийн Энэхүү 'шахах' нөлөө нь цаг хугацааны явцад эсэргүүцлийн тэнцвэрийг устгадаг. Дулаанаар тогтворжсон, хөндлөн холбоос бүхий материалыг сонгох нь ихэвчлэн -55 ° C-аас + 125 ° C хүртэл эрс тэс орчинд цахилгааны тогтвортой гүйцэтгэлийг баталгаажуулдаг.
3. Гадаргуугийн физик: Арьсны нөлөө ба PIM-ийг шийдвэрлэх
Давтамж нэмэгдэхийн хэрээр гүйдлийн урсгал нь дамжуулагчийн гадаргуу дээрх маш нимгэн давхаргаар хязгаарлагддаг бөгөөд энэ үзэгдлийг Арьсны нөлөө гэж нэрлэдэг . 30 ГГц давтамжтай үед зэсийн арьсны гүн нь 0.4 микрометрээс бага байдаг.
Гадаргуугийн барзгар байдлын шүүмжлэл (Ra)
Металлын гадаргуу дээрх бичил харуурын 'оргил ба хөндий' нь арьсны гүнээс их байвал гадаргын топограф дээр одоогийн 'авирах' үед дохионы замын урт нь нэмэгддэг. Энэ нь эсэргүүцлийн алдагдлын огцом өсөлтөд хүргэдэг. Иймээс дээд зэрэглэлийн RF холбогчуудын дотоод дамжуулагчийг химийн өнгөлгөө эсвэл толин тусгал нунтаглах замаар гадаргуугийн барзгар байдлыг (Ra) 0.4μm-ээс бага байлгахын тулд дохио дамжуулах хамгийн шууд замыг баталгаажуулдаг.
Соронзон бус бүрэх ба идэвхгүй интермодуляци (PIM)
Үүрэн холбооны суурь станцууд гэх мэт олон зурваст, өндөр хүчин чадалтай програмуудад идэвхгүй интермодуляци (PIM) нь шугаман бус байдал нь хөндлөнгийн оролцоо үүсгэдэг чухал алдааны горим юм. Алдагдлыг багасгах, PIM-ийг дарахын тулд никель гэх мэт ферромагнит материалыг доод давхарга болгон ашиглахаас хатуу зайлсхийх хэрэгтэй. Үүний оронд Гурвалсан хайлш (Цагаан хүрэл) эсвэл Зузаан мөнгөн бүрэх процессыг ашигладаг. Мөнгө нь ямар ч элементээс хамгийн өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай тул арьсны давхаргад хамгийн бага эсэргүүцлийн алдагдлыг өгдөг.
4. Үйлдвэрлэлийн процесс ба холболтын тогтвортой байдал
Онолын өө сэвгүй загвар нь буруу хийц эсвэл угсралтын техникээс болж амархан эвдэрч болзошгүй. Микроны түвшний нарийвчлал нь загварчилсан гүйцэтгэлийг хэрэгжүүлэх цорын ганц арга зам юм.
Төгсгөлийн технологи (Crimp ба гагнуур): Гагнуур нь дээд зэргийн гагнуур, цахилгааны тасралтгүй байдлыг хангадаг боловч 'гагнуурын суналт' эрсдэлийг дагуулдаг. Хэрэв гагнуур нь диэлектрикийн бүсэд урсах юм бол энэ нь орон нутгийн багтаамжийг өөрчилж, эсэргүүцлийн тохируулгыг алдагдуулдаг. Crimping нь бөөнөөр үйлдвэрлэхэд илүү үр дүнтэй боловч холболтын хэсэгт хагархай, хэв гажилт үүсэхгүйн тулд багажийн хэт нарийвчлалыг шаарддаг.
Хамгаалалтын үр дүнтэй байдал: Өндөр давтамжийн дохио нь гоожих (EMI)-д маш мэдрэмтгий байдаг. Урсгалтай холбох механизм (жишээ нь, SMA, Төрөл N, 2.92 мм ) нь холбох хавтгайд RF-ийн алдагдалд өртөж болзошгүй түлхэх төрлийн (жишээ нь, SMP, MCX) харьцуулахад илүү сайн Хамгаалалтын үр ашгийг санал болгодог - ихэвчлэн -100 дБ-ээс их байдаг.
5. Шинжлэх ухааны баталгаажуулалт: RF-ийн алдагдлыг хэрхэн зөв хэмжих вэ?
Та хэмжиж чадахгүй зүйлээ оновчтой болгож чадахгүй. Алдагдал багатай гүйцэтгэлийг баталгаажуулах нь нарийн хэмжил зүйг шаарддаг.
VNA шалгалт тохируулга ба де-суулгах
Вектор сүлжээний анализатор (VNA) нь оруулах алдагдал болон өгөөжийн алдагдлыг хэмжих үндсэн хэрэгсэл юм. Гэсэн хэдий ч туршилтанд хамрагдсан төхөөрөмжийг (DUT) VNA-тай холбоход ашигладаг кабель, адаптерууд нь өөрсдийн алдагдлыг үүсгэдэг. ашиглах ёстой . портын бүрэн тохируулга (SOLT эсвэл TRL) Туршилтын төхөөрөмжийг 'суулгах' тулд инженерүүд SMT (Surface Mount) холбогчдод TRL (Thru-Reflect-Line) тохируулгын стандартыг ашиглан ПХБ-ийн ул мөрийн алдагдлыг хасч, холбогчийн жинхэнэ гүйцэтгэлийг тусгаарладаг.
6. Дүгнэлт: Гүйцэтгэл ба зардлын тэнцвэрт байдалд хүрэх
RF-ийн алдагдлыг бууруулах нь зөвхөн хамгийн үнэтэй материалыг сонгох биш юм; Энэ нь физик, хими, механик инженерчлэлийг цогцоор нь нэгтгэх тухай юм.
Дараагийн өндөр давтамжийн системийг зохион бүтээхдээ эдгээр гурван тулгуурыг анхаарч үзээрэй.
Таслах давтамжийг тодорхойлох: Хэрэв таны програм 18 ГГц давтамжтай ажилладаг бол 18 ГГц-ийн өндөр нарийвчлалтай SMA нь 40 ГГц 2.92 мм холбогчоос илүү хэмнэлттэй бөгөөд ихэвчлэн илүү бат бөх байдаг.
Холболтын бүрэн бүтэн байдалд анхаарлаа хандуулаарай: Холбогч, кабель болон ПХБ-ийн шилжилтийн хоорондох эсэргүүцэл нь нэг бүрэлдэхүүн хэсгийн бие даасан үзүүлэлтээс илүү чухал юм.
Хүрээлэн буй орчныг тэсвэрлэх чадвар: Материалын сонголт нь эцсийн хэрэглээний орчны дулааны болон механик ачааллыг харгалзан үздэг эсэхийг шалгаарай.
RF холбооны чиглэлээр мэргэшсэн үйлдвэрлэгчийн хувьд бид RF-ийн бүрэн хэмжээний лаборатори болон тусгай зориулалтын цахилгаан соронзон симуляцийн багийг ажиллуулдаг. Хэрэв та өндөр давтамжийн холбоосууддаа дохионы сулрал, фазын тогтворгүй байдал эсвэл хэт их өгөөж алдагдаж байгаа бол манай програмын инженерүүдтэй өнөөдөр холбогдоно уу. Бид техникийн иж бүрэн мэдээлэл, HFSS загварууд болон хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй тусгай орчинд зориулагдсан харилцан холболтын шийдлүүдийг санал болгодог.
