EN
S přechodem bezdrátových sítí na technologii 5G a vyšší se RF infrastruktura hustota roste exponenciálně. V blízkosti se nacházejí makrobuňky, malé buňky a distribuované anténní systémy, které zvládají vyšší přenosové rychlosti dat a vyšší výkon signálu. Pasivní mikrovlnné komponenty, jako jsou filtry, děliče, členy, tlumiče, ukončení atd., jsou v tomto prostředí zatěžovány jako nikdy předtím. Pasivní komponenty, na rozdíl od aktivních komponent, nejsou schopny zesílit signál, aby překonaly svá omezení; jejich schopnost zvládnout výkon je v podstatě určena materiálem, geometrií a tepelným výkonem. Společnost Linkworld se specializuje na inženýrský návrh pasivních komponent pro vysokohustotní sítě, kde máme více než 20 let zkušeností v oblasti RF technologií. V této příručce se zaměříme na čtyři oblasti, které jsou klíčové pro určení výkonové zátěže.
Tepelné řízení: konečný omezující faktor
Teplo je základním omezením výkonu. Při průchodu RF energie jedinou součástí se část energie ztrácí ve formě tepla kvůli dielektrickým a odporovým ztrátám. Toto teplo je nutné odvést, aby nedošlo ke ztrátě výkonu nebo katastrofálnímu poškození. Současné vysoce husté sítě tuto výzvu posouvají na hranici možností. Směrové děliče s výkonem 250 W jsou nyní nabízeny v malých povrchově montovaných pouzdrech o rozměrech pouhých 0,12 × 0,06 palce. Syntetický diamant vyráběný chemickou parní depozicí (CVD) má tepelnou vodivost třikrát až čtyřikrát vyšší než měď a umožňuje součástkám odvádět více než 10 W trvalého výkonu (CW) a provozovat se nad frekvencí 40 GHz v prostorově certifikovaném pouzdru. Vysokovýkonové součástky společnosti Linkworld také zohledňují strategie účinného tepelného managementu, například efektivní využití tepelné cesty a použití podložek s vysokou tepelnou vodivostí.
Výběr materiálů pro vysokovýkonový provoz
Schopnosti zpracování výkonu jsou zásadně určeny materiály. Vodiče by měly minimalizovat ztráty způsobené odporem, které vyvolávají zahřívání, a dielektrika by měla zachovávat své stabilní vlastnosti i při vysokých teplotách. Výběr materiálu je kritický tam, kde jsou potřebné ukončení a zátěž schopné absorbovat RF energii. Byly vyvinuty odporové prvky na bázi podložek s vysokou tepelnou vodivostí a pokročilou technologií tenkých vrstev, jejichž ukončení jsou schopna odolat výkonu 300 W a 50 W až do frekvencí 26,5 GHz a 6 GHz (stejnosměrný proud), respektive. Materiály, které nejsou magnetické, získávají stále větší význam, aby se zabránilo PIM (intermodulačním produktům), jehož úroveň se zhoršuje při vysokém výkonu. V mikrovlnném pásmu omezuje povrchový jev (skin effect) proud na povrch vodičů, a proto je důležitá jak kvalita povrchové úpravy, tak kvalita povlaku. Komponenty vyráběné společností Linkworld jsou vyrobeny z vysoce přesných materiálů vybraných s ohledem na jejich elektrické a tepelné vlastnosti.
Mechanická konstrukce a rozhraní konektorů
Teplo musí být odváděno prostřednictvím rozhraní konektorů. Teplo by mělo být odváděno přes rozhraní konektorů do chladičů. Těžké kovové pouzdra s tak tlustými stěnami poskytují tepelnou setrvačnost a vodivé tepelné cesty a zároveň zachovávají mechanickou pevnost díky tepelnému napětí. Rozhraní konektorů by měla být schopna zajistit nízký elektrický kontaktní odpor a zároveň sloužit jako tepelné vodiče. Pokud je vyžadován nejvyšší výkon, mají větší rozměry konektorů, jako jsou 7–16 nebo 4,3–10, výhodu oproti menším rozhraním, jako je SMA, co se týče nosné schopnosti proudu i tepelné vodivosti. Komponenty Linkworld pro vysoký výkon mají mechanický návrh, který optimalizuje elektrický výkon komponentu i tepelné řízení, čímž je zajištěno, že schopnost komponentu zpracovávat výkon není omezena omezeními na rozhraních.
Pohled na celý systém při nasazení s vysokou hustotou
V hustých sítích může komunikovat více než jeden komponent, což zvyšuje složitost systému při hodnocení jednotlivých komponent. Umístění v malém pouzdře znamená, že několik komponent je umístěno velmi blízko u sebe, čímž vzniká teplo, zvyšuje se teplota okolního prostředí a snižuje se účinný výkon rozptýlení tepla každého komponentu. Tento efekt je ještě zhoršen prostorovou hustotou: umístění rovinných děličů, vazebních členů, filtrů a ukončovacích odporů do malého prostoru – například u moderní základnové stanice – způsobí, že teplo vyvinuté jedním zařízením ovlivní i ostatní. To vyžaduje tepelnou analýzu na úrovni celého systému a většinou i nucené chlazení nebo dokonce strategické umístění komponent. Při provozu v režimu špičkového výkonu je nutné vzít v úvahu přechodné podmínky během dne, jako jsou například bleskové přepětí nebo přechodné jevy v zesilovači. Inženýři společnosti Linkworld rovněž spolupracovali se zákazníky při výběru komponent, jejich vzájemném rozestupu a řešení tepelného managementu, aby bylo zajištěno jejich bezproblémové fungování v hustých nasazeních.
Řízení výkonu v pasivních mikrovlnných komponentách je složitý problém, který se dotýká tepelného managementu, materiálových věd, mechanického návrhu a integrování systémů. S rostoucí hustotou sítí a zvyšující se úrovní výkonu je nutné vyvíjet nové pasivní komponenty. Komponenty schopné splnit současné požadavky vysokohustotních sítí na výkon jsou dostupné díky použití vysoce kvalitních materiálů, pokročilého tepelného návrhu a konstrukce, a také důkladného plánování systémů. Společnost Linkworld má více než dvacetileté zkušenosti s výrobou RF komponent a dlouhou historii v oblasti vysokovýkonových řešení, a proto si provozovatelé sítí při jejich nejsložitějších nasazeních mohou být jisti, že jim Linkworld dodá potřebné komponenty. Kontaktujte nás a diskutujte své požadavky na pasivní komponenty pro vysoký výkon.