EN
Капацитетът е от първостепенно значение в новите 5G и 6G мрежи. При модулация с висок ред, масивни MIMO и плътно повторно използване на честотите са необходими изключително чисти сигнали. Пасивната интермодулация (PIM) обаче е един от най-зловредните противници на капацитета, който действа в пасивните компоненти. Интерференцията на сигнала, предизвикана от наличието на множество високомощни носители, които въздействат върху нелинейностите на съединители, кабели или компоненти, повишава нивото на шума и намалява производителността. Инфраструктурата, която е от съществено значение за мрежи с висок капацитет, включва компоненти с ниска PIM. Имаме повече от 20 години RF опит в областта на инженерните микровълнови пасивни компоненти с гарантирани ниски стойности на PIM. Това ръководство описва 4 ключови аспекта при избора на компоненти с ниска PIM.
Разбиране на PIM и нейното влияние върху капацитета на мрежата
Това е мястото, където нелинейните възли прекъсват два или повече високомощни носителя и смесват честотите им, за да се получат продукти на интермодулация, които могат да попаднат в приемните честотни диапазони. Когато честотите са близки една до друга, продуктите от третия ред се наблюдават в същия честотен диапазон като приемния сигнал, когато между двата свързани по честота сигнала има нелинеен възел. Въпреки че мощността при -153 dBc е само 5×10⁻¹⁶ от тази на носителя, приеманите сигнали са много слаби и този изглеждащ незначителен ниво на интерференция прави шумовата граница твърде висока, за да се осигури добро функциониране. Ефект върху капацитета: сравнение на капацитета в граничния и максималния случай показва увеличение на капацитета до 30 % за обектите с високо натоварване при 4×4 MIMO, при условие че PIM остава под -160 dBc. Подобряването на PIM с един децибел улеснява увеличаването на редовете на модулацията и спектралната ефективност.
Избор на материали и системи за плакиране
Изборът на материал е критичен за постигане на ниско PIM-изпълнение. Феромагнитните материали — желязо, никел и кобалт — трябва напълно да се изключат от пътя на сигнала, тъй като те са основните причини за възникване на PIM. Основният материал при корпусите със съединители и капаци може да бъде произведен от високопроводим материал, като например латун или мед, но също така са необходими и системи за галванично покритие. За висококачествени компоненти се прилага трикомпонентно проводимо и защитно срещу външни влияния покритие (мед, никел и след това или сребро, или злато). Връзката между качеството на галваничното покритие и PIM е изключително силна: достатъчно дебело златно покритие върху никел и правилно управление на въртящия момент намаляват PIM с 15 dB спрямо традиционните конструкции. Качество на повърхността: Проблемът с качеството на повърхността е микроскопичен — дебелината на повърхностния слой в W-диапазона е по-малка от 0,2 μm, което означава, че дефектите в кристалната решетка директно определят свойствата на интермодулацията. Компонентите за космически приложения трябва да бъдат изработени от алуминий с чистота ≥99,9997 % и шерохватост на повърхността Ra ≤0,8 μm.
Напреднало проектиране на конектори и интерфейси
Интерфейсите на съединителите са най-често срещаният източник на интермодулационни продукти (PIM). Основният физически процес, който води до възникване на PIM, е нелинейността на металните контакти, предизвикана от неидеален електрически контакт. Съвременните съединители с ниско ниво на PIM преодоляват този проблем по няколко аспекта. Съединителите тип 4.3-10 са станали стандарт в индустрията като съединители за макро клетки и високомощни разпределени антенни системи (DAS), които притежават симетрични контактни интерфейси, гарантиращи липсата на микропразнини по цялата окръжност – такива празнини биха предизвикали PIM. Най-трудните от тези решения са безконтактните конструкции с електромагнитна забранена зона (EBG), при които PIM се постига чрез неконтактни интерфейси, тъй като нелинейността, причинена от металните контакти, се потиска; по този начин се постига средно потискане над 20 dB (в сравнение с конвенционалните конструкции). Вълноводите, изпълнени с диелектрик, нямат контактни повърхности и трябва да се вземат под внимание като възможност в ситуации, където се изискват изключително високи стандарти за PIM.
Интеграция и тестване на системно ниво
Не ниското PIM на компонентно ниво осигурява производителността на системата. Крайното PIM се влияе от взаимодействието между елементите и околната среда. Правилният въртящ момент е изключително критичен, тъй като както недостатъчното, така и прекомерното стягане имат сериозни последствия: при недостатъчно стягане контактите се разхлабват, а при прекомерно стягане се образуват диелектрични пукнатини и деформации на контактите. При нормални SMA-конектори въртящ момент от 8–10 инч-паунда намалява PIM до 15 dB спрямо нестегнати връзки. Изисква се тестване в реални условия — PIM може да се промени с ±6 dB, когато допуските при сглобяването варирали в рамките на въртящ момент на болтовете от 0,3 Nm. Предизвикателствата се усилват и от термични фактори: шерохватостта на сребърно покритите съединения нараства от Ra0,3 μm до Ra1,2 μm след 2000 термични цикъла, което увеличава PIM с 15 dB. Изискването за актуалност през годините налага елементите да бъдат проектирани с оглед на бъдещето. Компонентите, работещи в честотния диапазон от 617 MHz до 5925 MHz, са ултрашироколентови и позволяват модернизация на мрежата без промяна на инфраструктурата. Външната инфраструктура е предназначена за работа в екстремни среди и разполага с ниското-PIM завършвания със степен на защита IP67 и конектори 4.3-10.
Безжичните мрежи с висока капацитетност се основават на използването на компоненти с ниско PIM. Всичко това влияе върху производителността на PIM, която в крайна сметка определя капацитета на мрежите – от чистотата на материалите и прецизното плакиране до напредналото проектиране на конектори и строгото тестване. Намаляването на PIM става още по-значимо с въвеждането на 5G и появата на 6G. Linkworld е производител с повече от два десетилетия опит в областта на ВЧ компоненти, както и значителен опит в проектирането на компоненти с ниско PIM, които се срещат в микровълнови пасивни компоненти и са надеждни при развертания с висок капацитет. Свържете се с нас и обсъдете изискванията за компоненти с ниско PIM.