EN
Telekommunikationsinfrastruktur implementeres også i ekstreme forhold, både i ørkenen og i den arktiske samt tropiske fugtighed. Stabiliteten af frekvenserne i denne linje mellem sådanne ekstremer er vigtig for netværksoperatørerne, så de kan levere rentable tjenester. Temperaturændringer fører til materialeudvidelse, ændring i dielektriske egenskaber og ændring i komponenternes opførsel, hvilket kan føre til frekvensdrift, utilstrækkelig selektivitet i filtrene og utilstrækkelig ydeevne. I dårlige klimaforhold fremstiller vi komponenter med frekvensstabilitet hos Linkworld, hvor vi har mere end 20 års erfaring med Rf . I denne vejledning beskrives de fire trin, der tages for at sikre frekvensnøjagtigheden ved forskellige temperaturer.
Forståelse af temperaturinduceret frekvensdrift
De fysiske aspekter af temperatur påvirker komponenterne forskelligt. Termisk udvidelse påvirker direkte den fysiske størrelse af resonansstrukturer (som f.eks. hulrum, dielektriske resonatorer og transmissionsledninger) og resonansfrekvenser, hvilket fører til ændringer i størrelsen af disse resonansstrukturer. Den påvirker også den dielektriske konstant og forvrænger den elektriske længde, hvilket medfører drift. Ændringerne i ledere og dielektrika er materialeegenskabsændringer, der påvirker tab og resonansadfærd. 3D-printede filterkeramikker er evalueret med hensyn til deres effekter: termiske cyklusstemperaturer fra 23 °C til 80 °C viste frekvensafvigelser på -766 til -554 kHz/°C, som planlagt. En sådan drift pr. grad akkumuleres til en betydelig frekvensfejl inden for de naturlige udendørs temperaturområder fra -40 °C til +85 °C. Denne drift kan medføre drift i andre båndallokeringer i smalbåndssystemer, hvor kanalseparationen er lille. Disse uønskede driftprocesser reduceres ved at bestemme Linkworld-komponenternes temperaturafhængighed.
Passive temperaturkompenseringsmetoder
Det er også komplekst og kostbart at fejle med udnyttelse af kompensation (aktiv). Passiv kompensation er et mere passende alternativ. En af disse metoder er temperaturvariable dæmpere (TVAs): forudsigelig justeret dæmpning er noget, der korrigerer variationen i passiv dæmpning med temperaturen samt variationen i forstærkning. De fleste RF-forstærkere har en faldende forstærkning ved stigende temperatur. Denne effekt kan modvirkes ved en række TVAs med negativ dæmpningskoefficient (dvs. dæmpning, der bliver mindre ved stigende temperatur), hvilket resulterer i en konstant forstærkning. Dette tilbydes af Smiths Interconnect Thermopad, som har dæmpningsværdier i området 1–10 dB og er tilgængelig fra DC til 36 GHz. Sådanne passive kompensatorer introducerer ikke forvrængning, og der er ingen behov for bias; desuden har de fordelene ved at være pålidelige. Frekvensen stabiliseres også af filtre, der er passivt kompenseret. Materialer med modsat termisk udligningskoefficient kompenserer temperaturvariationen i hulrumfiltre og undgår dermed dimensionelle ændringer. De kompenserede elementer fra Linkworld anvender disse metoder til at levere forudsigelig ydelse uden aktive kredsløb.
Vælg af materialer for termisk stabilitet
Komponenter med stabil frekvens er udviklet på materialer, der er designet til at have lav temperaturfølsomhed. Legeringer med lav udb expansionskoefficient, såsom Invar, har en termisk udb expansionskoefficient, der er 10 gange lavere end den for almindelige metaller, og kan anvendes i hulbaserede strukturer, hvor dimensionel stabilitet er af afgørende betydning. Dielektriske materialer, der er temperaturstabile, opretholder en konstant permittivitet, da temperaturændringer ikke påvirker den elektriske længde. I 3D-printede keramiske filtre er aluminiumoxidsubstrater naturligt stabile, men det er blevet fastslået, at koblingsfaktorer mellem resonatorer samt båndbreddeafdrift er afhængige af den rumlige orientering af koblingsresonatorstrukturen i forhold til varmekilder. Dette understreger betydningen af en omhyggelig termisk design af hele bygningen – både med hensyn til materialeegenskaber og til varmeoverførsel under monteringen. Linkworld anvender materialer og geometrier, der er udvalgt for at være termisk stabile på en sådan måde, at ydelsen ikke overskrider de specificerede ydelseskrav inden for det angivne driftstemperaturområde.
Miljøtest og godkendelse
Frekvensstabilitet er en ufuldstændig ligning, og da designet skal udføres, skal ydeevnen kontrolleres under reelle forhold. Kvalificeringen foretages i form af standardiserede tests. DIN EN IEC 60068-2-14 regulerer temperaturvariationer, hvilket er en genskabelse af de termiske svingninger mellem dag og nat samt årstider. DIN EN IEC 60068-2-1 og -2-2 dækker ekstreme kold- og tørre temperaturforhold og kvalificerer, at udstyret fungerer inden for de grænseværdier for temperatur, der er specificeret. Som en del af testning af komponenter under fugtige forhold fastlægger DIN EN IEC 60068-2-30 cykliske fugtvarmetests, hvor komponenter udsættes for trykket fra både temperatur og fugtighed. Miljøbetingelserne og testene er også defineret i ETSI EN 300 019-serien, som specifikt gælder telekommunikationsudstyr. Linkworld udfører strenge tests af sine komponenter i overensstemmelse med disse standarder, og den dokumenterede ydeevne angives ved bestemte temperaturer. Hvor der er tale om mission-kritiske installationer, tilbyder vi en højere kvalificering, f.eks. termisk cykling, burn-in og udvidet temperaturkarakterisering.
Ekstreme vejrforhold kræver grundlæggende fysik, valg af materialer, kompenseringsmetoder og streng testning på grund af deres frekvensstabilitet. Man bør være opmærksom på virkningerne af en temperaturændring og reagere på den på alle niveauer. Passive fordele er stabilisering, der har pålidelig kompleksitet, men er passiv. Grundlaget er termisk stabile, avancerede materialer. Dette vil blive udført ved omfattende miljøtestning for at sikre, at konstruktionerne fungerer som tiltænkt, når de er revideret. Linkworld har mere end 20 års erfaring med temperaturstabile RF-produkter, en omfattende erfaring med temperaturstabile komponenter og leverer regelmæssigt frekvensstabile løsninger til udfordrende installationer. Kontakt os angående dine behov inden for telekommunikation i hårdt vejr.