EN
Инфраструктурата за телекомуникации се изгражда и при екстремни условия — както в пустинята, така и в арктическия и тропическия климат с висока влажност. Стабилността на честотите по тази линия при такива екстремни условия е от съществено значение за операторите на мрежи, за да могат да предлагат рентабилни услуги. Промените в температурата водят до разширение на материала, промяна в диелектричните свойства и промяна в поведението на компонентите, което може да предизвика отклонение на честотите, неподходяща селективност на филтрите и незадоволителна работоспособност. В неблагоприятни климатични условия ние произвеждаме компоненти с висока стабилност по отношение на честотата в Linkworld, където имаме над 20-годишна история на RF . В настоящото ръководство са разгледани четирите стъпки, предприети за запазване на точността на честотата при различни температури.
Разбиране на честотното отклонение, предизвикано от температурни промени
Физическите аспекти на температурата оказват различно въздействие върху компонентите. Топлинното разширение пряко влияе върху физическите размери на резонансните структури (като кавитет, диелектричен резонатор и предавателна линия) и върху резонансните честоти, като причинява промени в размерите на тези резонансни структури. То води до вариации в диелектричната константа и изкривява електрическата дължина, което също предизвиква дрейф. Промените в проводниците и диелектриците представляват промени в материалните свойства, които влияят върху загубите и резонансното поведение. Керамичните филтри, произведени чрез 3D печат, са оценени по отношение на тяхното термично поведение: термичното циклиране при температури от 23 °C до 80 °C показа отклонения в честотата от –766 до –554 kHz/°C, както беше планирано. Такъв дрейф на градус води до значителна честотна грешка в естествените външни температурни диапазони от –40 °C до +85 °C. Този дрейф може да предизвика дрейф и в други честотни диапазони на теснополосните системи, където разстоянието между канали е малко. Тези нежелани процеси на дрейф се намаляват чрез определяне на зависимостта на елементите на Linkworld от температурата.
Пасивни техники за температурна компенсация
То също е сложно и скъпо при неуспех в използването на компенсация (активна). Пасивната компенсация е по-подходяща алтернатива. Един от тези методи са температурно променливите атениратори (TVAs): предварително регулираната атенирация коригира вариациите в пасивната атенирация с температурата и вариациите в усилването. Повечето ВЧ усилватели имат намаляване на усилването при повишаване на температурата. Този ефект може да се компенсира чрез серия TVA с отрицателен коефициент на атенирация (т.е. атенирация, която намалява с повишаването на температурата), което води до постоянство на усилването. Такава функционалност предлага Thermopad на Smiths Interconnect със стойности на атенирация между 1 и 10 dB и работен честотен диапазон от DC до 36 GHz. Такива пасивни компенсатори не внасят изкривявания, няма нужда от захранване (bias) и имат предимството на висока надеждност. Честотата също се стабилизира чрез филтри с пасивна компенсация. Материали с противоположни коефициенти на термично разширение компенсират температурните вариации на резонансните филтри с кухина, като по този начин се избягват размерни промени. Компенсираните елементи на Linkworld използват тези методи, за да осигурят прогнозируема работа на вериги без активни компоненти.
Избор на материал за термална стабилност
Компонентите със стабилна честота се разработват върху материали с ниска температурна чувствителност. Сплави с ниско разширение, като например Инвар, имат коефициент на термично разширение, който е 10 пъти по-нисък от този на обикновените метали, и могат да се използват в структури, базирани на резонансни кухини, където размерната стабилност е от най-голямо значение. Диелектричните материали с температурна стабилност запазват постоянна диелектрична проницаемост, тъй като при тях температурните промени не водят до промени в електрическата дължина. При 3D-печатаните керамични филтри алуминиевите субстрати са естествено стабилни, но е установено, че факторите за свързване между резонаторите и дрейтът на широчината на лентата зависят от пространствената ориентация на структурата на свързващия резонатор спрямо източниците на топлина. Това подчертава значението на топлинния дизайн на цялата конструкция както по отношение на свойствата на материалите, така и по отношение на топлопреминаването по време на сглобяването. Linkworld използва материали и геометрии, които са подбрани така, че да осигуряват термична стабилност, при която работните характеристики не надвишават зададените спецификации в рамките на работния температурен диапазон.
Екологично тестване и квалификация
Стабилността на честотата е непълно уравнение и тъй като проектът трябва да бъде извършен, производителността трябва да се провери при реални условия. Квалификацията се осъществява чрез стандартизирани изпитания. DIN EN IEC 60068-2-14 регулира температурните вариации – възпроизвеждане на термичните колебания през деня и нощта, както и през сезоните. DIN EN IEC 60068-2-1 и -2-2 охватват екстремните студени и сухи температурни условия и потвърждават, че оборудването функционира в граничните температурни случаи. Като част от изпитанията на компонентите при влажни условия, DIN EN IEC 60068-2-30 предвижда циклични изпитания при висока температура и влажност – изпитание, при което компонентите са изложени на комбинираното въздействие на температура и влажност. Освен това околната среда и изпитанията са определени и от серията ETSI EN 300 019, която е специфична за телекомуникационното оборудване. Linkworld прилага строги изпитания на своите компоненти според тези стандарти, а документираната производителност е установена за различни температурни диапазони. При разглеждане на мисии с критична важност предлагаме по-висока квалификация, включваща термично циклиране, изпитания под продължително натоварване (burn-in) и разширена температурна характеристика.
Приложенията в условия на екстремно време изискват основна физика, избор на материали, методи за компенсация и строги изпитания поради стабилността си по честота. Трябва да се има предвид влиянието на промяната в температурата и да се реагира на нея на всички нива. Пасивните решения за стабилизиране са такива, които осигуряват надеждна сложност, но са пасивни. Основата е термичната стабилност, постигната чрез напреднали инженерни материали. Това ще бъде осъществено чрез обширни околните изпитания, за да се гарантира, че проектите ще функционират както е предвидено след ревизия. Linkworld разполага с повече от 20-годишен опит в производството на RF продукти с висока температурна стабилност, богат опит в областта на компонентите с температурна стабилност и предлага редовни решения за стабилност по честота при предизвикателни внедрявания. Свържете се с нас относно вашите нужди в телекомуникациите при сурово време.