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Les composants passifs micro-ondes d’un front-end RF d’une station de base moderne comprennent des filtres, des coupleurs, des diviseurs, des réseaux d’adaptation, etc., utilisés pour façonner, diriger et conditionner les signaux. Avec l’évolution des stations de base vers la technologie 5G massive MIMO et des allocations fréquentielles denses, les exigences relatives à ces composants n’ont jamais été aussi élevées. Les problèmes liés au front-end des stations de base trouvent une solution chez Linkworld, où nous concevons et produisons des composants passifs optimisés pour les environnements des stations de base, et nous disposons de plus de 20 ans d’ RF expérience. Ce guide aborde quatre considérations clés.
Performance des filtres : sélectivité et perte d’insertion
Le premier barrage contre les interférences est constitué par les filtres. Ces derniers doivent remplir des objectifs contradictoires : une faible perte d’insertion aux fréquences de la bande passante afin de préserver le niveau du signal, et une forte réjection en dehors de la bande pour éliminer les interférences. Dans le cas des applications 5G en sous-6 GHz, les filtres passe-bande sont généralement attendus avec une perte d’insertion inférieure à 1 dB et une réjection supérieure à 50 dB dans les bandes adjacentes. Les nouvelles conceptions de filtennas intègrent à la fois la fonction de filtrage et l’élément antenne, tout en minimisant les pertes de transition dans les réseaux massifs MIMO, tout en conservant des dimensions compactes. La gamme de filtres proposée par Linkworld couvre ces technologies et permet de trouver la meilleure solution adaptée à une bande de fréquence et à un objectif de performance donnés.
Répartiteurs de puissance et coupleurs : équilibre et isolation
Les diviseurs et coupleurs de puissance sont utilisés pour répartir les signaux vers plusieurs éléments d’antenne et synthétiser les signaux des récepteurs à diversité. Les systèmes à réseau phasé (phased array) et MIMO utilisent l’équilibre en amplitude et en phase. Les diviseurs haute performance sont équilibrés en amplitude avec une variation d’amplitude de ±0,1 dB et équilibrés en phase avec une variation de ±1 degré dans les bandes de fonctionnement. L’isolation entre les ports de sortie élimine les comportements imprévus du réseau et les trajectoires d’oscillation. Dans le cas des boucles de surveillance de puissance, des coupleurs directionnels sont utilisés pour mesurer le TOS (taux d’ondes stationnaires) et assurer la protection de l’amplificateur. Dans ce contexte, la directivité concerne la précision des mesures du TOS ainsi que la valeur de protection de l’amplificateur. Les diviseurs et coupleurs de puissance de Linkworld sont conçus avec une grande précision dans leurs architectures internes, garantissant l’équilibre et l’isolation requises par les architectures modernes des stations de base.
Technologies d’intégration : solutions LTCC et IPD
La réduction de la taille des stations de base et les fonctionnalités qu’elles sont capables d’offrir entraînent un remplacement croissant de composants discrets par des solutions intégrées. La technologie de céramique cofeuilée à basse température (LTCC) est utilisée pour réaliser des filtres, des baluns, des coupleurs et des réseaux d’adaptation intégrés dans des modules céramiques multicouches pouvant atteindre 20 couches d’épaisseur. La LTCC offre une flexibilité de conception exceptionnelle en termes de stabilité thermique et de faibles pertes diélectriques. Pour parvenir à une miniaturisation accrue, les dispositifs passifs intégrés (IPD) réalisés sur silicium à haute résistivité ou sur substrats de GaAs sont des puces sur lesquelles de nombreuses fonctions sont intégrées. Ces dernières atteignent un facteur de qualité supérieur à 30 à 1 GHz, avec une capacité de puissance suffisante. Le département ingénierie de Linkworld accompagne les clients dans la formulation de ces choix et dans la sélection de la méthodologie d’intégration la plus efficace en termes de performances, d’encombrement et de coût.
Performances PIM et linéarité du système
La modulation d'intermodulation passive (PIM) s'est révélée être un facteur déterminant de la performance. Lorsque de nombreux porteuses haute puissance traversent des jonctions non linéaires dans des composants passifs, elles génèrent des interférences qui réduisent la sensibilité des récepteurs installés à proximité. Les sources de PIM sont les matériaux ferromagnétiques, les contacts inefficaces entre métaux dissimilaires, les liaisons mécaniques lâches et la contamination. Des spécifications de PIM de -150 dBc ou supérieures deviennent la norme pour les composants montés sur pylônes. La conception de composants à faible PIM exige l’élimination des matériaux ferromagnétiques, l’emploi de systèmes de placage uniformes, ainsi qu’une construction mécanique de haute intégrité permettant de préserver l’intégrité des contacts malgré les cycles thermiques et les vibrations. Les composants passifs de Linkworld sont spécifiquement conçus pour offrir des performances à faible PIM, et les choix de matériaux ainsi que les procédés de fabrication sont validés par des essais rigoureux.
La capacité, la couverture et la fiabilité des réseaux sans fil dépendent essentiellement des composants passifs micro-ondes. Des filtres fortement sélectifs et à faibles pertes, des diviseurs précisément équilibrés, des technologies intégrées permettant des tableaux MIMO densément groupés, des conceptions exemptes d’intermodulation passive (PIM) : tous ces composants doivent être adaptés aux exigences de la partie frontale de la station de base. Linkworld possède plus de vingt ans d’expérience dans la fabrication de composants RF ainsi qu’une vaste base de connaissances dans le domaine des télécommunications, ce qui lui a permis de développer des composants passifs sur lesquels les opérateurs de réseaux et les équipementiers (OEM) comptent pour le déploiement des stations de base les plus critiques. Contactez-nous concernant vos besoins en conception de la partie frontale.