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I componenti passivi a microonde del front-end RF di una stazione base moderna includono filtri, accoppiatori, divisori, reti di adattamento e così via, utilizzati per modellare, indirizzare e condizionare i segnali. Con lo sviluppo delle stazioni base per supportare il massivo MIMO 5G e le assegnazioni di frequenza ad alta densità, le richieste relative a questi componenti non sono mai state così elevate. I problemi relativi al front-end delle stazioni base possono essere risolti da Linkworld, dove progettiamo e produciamo componenti passivi ottimizzati per gli ambienti delle stazioni base, con oltre 20 anni di RF esperienza. In questa guida vengono trattati quattro aspetti fondamentali.
Prestazioni del filtro: selettività e perdita d’inserzione
Il primo blocco contro le interferenze è rappresentato dai filtri. Questi devono soddisfare obiettivi contrastanti: bassa perdita d'inserzione alle frequenze della banda passante per mantenere il livello del segnale e alta attenuazione fuori banda per eliminare le interferenze. Nel caso di applicazioni 5G sub-6 GHz, i filtri passa-banda sono generalmente richiesti con una perdita d'inserzione inferiore a 1 dB e un'attenuazione superiore a 50 dB sulle bande adiacenti. I nuovi progetti di filtenne integrano la funzionalità di filtraggio direttamente nell’elemento antenna, riducendo al minimo le perdite di transizione negli array massivi MIMO e consentendo dimensioni compatte. Il portafoglio di filtri offerto da Linkworld copre queste tecnologie e permette di individuare la soluzione ottimale per soddisfare un determinato intervallo di frequenza e un preciso obiettivo prestazionale.
Divisori di potenza e accoppiatori: bilanciamento e isolamento
I divisori e i accoppiatori di potenza vengono utilizzati per distribuire i segnali a più di un elemento antenna e per sintetizzare i segnali dei ricevitori diversificati. Gli array a fasi e le tecnologie MIMO richiedono bilanciamento in ampiezza e fase. I divisori ad alte prestazioni sono bilanciati in ampiezza con una variazione di ±0,1 dB e in fase con una variazione di ±1 grado nelle bande operative. L’isolamento tra le porte di uscita elimina comportamenti imprevisti dell’array e traiettorie di oscillazione. Nel caso di loop di monitoraggio della potenza, vengono impiegati accoppiatori direzionali per misurare il rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR) e per la protezione degli amplificatori. In questo contesto, la direzionalità si riferisce all’accuratezza delle misure del VSWR e al livello di protezione offerto agli amplificatori. I divisori e gli accoppiatori di potenza Linkworld sono progettati con grande precisione nelle loro architetture interne, garantendo i requisiti di bilanciamento e di isolamento richiesti dalle moderne architetture delle stazioni base.
Tecnologie di integrazione: soluzioni LTCC e IPD
Le dimensioni sempre più ridotte delle stazioni base e le funzionalità che queste sono in grado di offrire stanno determinando una crescente sostituzione di componenti discreti con soluzioni integrate. La tecnologia LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic) viene utilizzata per realizzare filtri, balun, accoppiatori e reti di adattamento integrati in moduli ceramici multistrato fino a 20 strati di spessore. L’LTCC offre un’eccellente flessibilità progettuale in termini di stabilità termica e basse perdite dielettriche. Per ottenere un’ulteriore miniaturizzazione, i dispositivi passivi integrati (IPD) realizzati su silicio ad alta resistività o su substrati in GaAs sono chip sui quali vengono integrate numerose funzioni. Questi raggiungono un fattore di qualità superiore a 30 a 1 GHz, con adeguata capacità di gestione della potenza. Il reparto ingegneristico di Linkworld assiste i clienti nella definizione di tali scelte e nella selezione della metodologia di integrazione più efficace in termini di prestazioni, dimensioni e costo.
Prestazioni PIM e linearità del sistema
La modulazione intermodulare passiva (PIM) si è dimostrata un elemento distintivo delle prestazioni. Quando numerosi segnali ad alta potenza attraversano giunzioni non lineari in componenti passivi, generano interferenze che riducono la sensibilità dei ricevitori collocati in prossimità. Le cause della PIM sono i materiali ferromagnetici, il contatto inefficace tra metalli diversi, la scarsa stabilità meccanica dei collegamenti e la contaminazione. Le specifiche di PIM pari a -150 dBc o superiori stanno diventando standard per i componenti montati sulle torri. La progettazione di componenti a bassa PIM richiede l’eliminazione dei materiali ferromagnetici, l’adozione di sistemi di placcatura uniformi e una costruzione meccanica di elevata integrità, in grado di garantire un contatto affidabile anche in presenza di cicli termici e vibrazioni. I componenti passivi Linkworld sono progettati specificamente per offrire prestazioni a bassa PIM e le scelte relative ai materiali, così come i processi produttivi, sono validate da rigorosi test.
La capacità, la copertura e l'affidabilità delle reti wireless dipendono essenzialmente dai componenti passivi a microonde. Filtri altamente selettivi e a basse perdite, divisori con bilanciamento preciso, tecnologie integrate che consentono l’impiego di array MIMO ad alta densità e progettazioni prive di PIM: tutti questi componenti devono essere personalizzati in base ai requisiti del front-end della stazione base. Linkworld vanta oltre vent’anni di esperienza nella produzione RF e un’ampia base di conoscenze nel settore delle telecomunicazioni, che ha permesso all’azienda di realizzare componenti passivi su cui operatori di rete e produttori OEM fanno affidamento per il dispiegamento delle stazioni base più critiche. Contattateci per discutere le vostre esigenze di progettazione del front-end.