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Con la transizione dei moduli di comunicazione elettronica verso frequenze più elevate e fattori di forma più ridotti, le interferenze elettromagnetiche (EMI) rappresentano oggi un problema significativo che minaccia le prestazioni del sistema. I sistemi 5G in banda mmWave, l’avionica aerospaziale e le EMI indesiderate nei radar ad alta tecnologia possono compromettere negativamente l’integrità del segnale, causando diafonia e, in casi estremi, il completo malfunzionamento del sistema. È necessario prevedere un’adeguata schermatura per garantire regolamentazione e funzionamento corretto. Linkworld vanta oltre 20 anni di RF esperienza e sa che, ai giorni nostri, la schermatura è multistrato. Questa guida illustra quattro strategie fondamentali per la riduzione delle EMI nei moduli di comunicazione a microonde.
Schermatura avanzata dei connettori e interfacce filtrate
L'interfaccia del connettore è una porta di ingresso estremamente importante per l'energia elettromagnetica. La continuità del contatto di massa nelle costruzioni a 360 gradi garantisce una progettazione completamente schermata contro antenne indesiderate. La serie I-PEX MHF® 7S utilizza l'architettura ZenShield®, che riduce le interferenze elettromagnetiche (EMI) nei dispositivi 5G a onde millimetriche fino a frequenze di 15 GHz, terminando i pin del segnale sui contatti di massa della presa in stripline e creando ambienti controllati con impedenza vuota per le onde millimetriche 5G, all'interno dei quali i campi elettromagnetici possono essere confinati. In aggiunta a ciò, i connettori RF filtrati incorporano una soppressione integrata delle EMI. Le EMI vengono scaricate a massa mediante condensatori a chip isolati meccanicamente montati tra lo schermo e il pannello di fissaggio nei connettori BNC filtrati di Amphenol, consentendo così la trasmissione del segnale desiderato senza perdite. Linkworld offre varianti personalizzate per specifici problemi di EMI nel proprio portafoglio.
Confezionamento a guida d'onda con interstizio per lo schermatura a livello di modulo
Le tecniche tradizionali di schermatura possono subire propagazione in cavità e a piastre parallele, accoppiando così i circuiti tra loro. La tecnologia delle guide d'onda a intercapedine rappresenta una soluzione radicale. Si tratta di una tecnica nella quale strutture periodiche, sia sotto forma di letti di chiodi sia di coperchi a perni, vengono applicate per imporre condizioni di cutoff su tutte le modalità a piastre parallele di tutti gli insiemi globalmente (sovradimensionati). Tale struttura viene utilizzata per sopprimere le modalità indesiderate in cavità, nonché le retroazioni dovute al substrato e alle interferenze elettromagnetiche (EMI) in queste bande di arresto, che altrimenti degraderebbero le prestazioni. Studi sul confezionamento mediante guide d'onda a intercapedine hanno dimostrato che tale tecnologia di confezionamento può essere applicata per aumentare l’isolamento degli elementi circuitali a microstriscia nei moduli ad alta frequenza. Le strutture periodiche vengono realizzate direttamente sui contenitori o sui coperchi dei moduli e non richiedono complessi aggiustamenti interni fini, offrendo così una compatibilità elettromagnetica significativamente superiore per applicazioni con severe limitazioni di spazio. Il team di ingegneria di Linkworld integra queste avanzate tecniche di confezionamento per garantire prestazioni ottimali di schermatura.
Materiali per schermatura a livello di scheda e materiali assorbenti
A livello di scheda, gli schermi conduttivi abbinati a materiali assorbenti elettromagnetici sono molto efficaci nella soppressione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) a livello di scheda a circuito stampato (PCB). Gli schermi a livello di scheda forniscono barriere conduttive contro le emissioni e l’energia elettromagnetica indesiderata viene convertita in calore dai materiali assorbenti. Le nuove soluzioni integrano una combinazione di diverse tecnologie in termini di bande di frequenza: le barriere senza riflessione vengono realizzate con guarnizioni conduttive e schermi preformati, mentre l’energia che altrimenti verrebbe riflessa altrove viene assorbita da materiali ibridi assorbenti (combinazione di metallo e polimero). Questa strategia doppia risulta particolarmente efficace su schede spesse. L’attenuazione dello schermo dipende in larga misura dalla scelta del materiale: una rete leggera in argento/poliammide garantisce un’attenuazione compresa tra 50 dB e 70 dB, mentre un composito in rame/nichel/poliester raggiunge valori compresi tra 70 dB e 100 dB, con versioni specializzate in rame/poliester. Laddove le tecniche convenzionali non riescono a garantire il margine necessario, gli schermi potenziati con materiali assorbenti forniscono il margine richiesto nei moduli a microonde. Questi nuovi materiali ad alta tecnologia vengono applicati da Linkworld negli assemblaggi personalizzati destinati ad applicazioni sensibili alle EMI.
Superfici Selettive in Frequenza per il Controllo Mirato delle Interferenze
Laddove le superfici selettive in frequenza (FSS) possano essere impiegate in caso di interferenze da determinate bande di frequenza, le frequenze preferenziali possono essere lasciate passare, mentre quelle indesiderate vengono rifiutate. Queste strutture periodiche sono note anche come filtri spaziali e filtrano energie di frequenze specifiche. Di recente è stato scoperto che le strutture FSS rappresentano una soluzione universale per risolvere problemi catastrofici di interferenza elettromagnetica (EMI), quali l’immunità del radioaltimetro aeronautico (4,2–4,4 GHz) alle interferenze provenienti dal 5G sub-6 GHz (3,7–3,98 GHz). La proposta si basa su suggerimenti che prevedono l’uso di celle unitarie FSS a doppia banda, in grado di generare bande di passaggio strette a 4,3 GHz (perdita di inserzione di 0,5 dB) e bande di arresto alle frequenze interferenti. Tali strutture possono essere posizionate sotto le antenne e non richiedono alcuna modifica all’apparecchiatura. Radome, involucri o piani di massa nei moduli operanti in condizioni di spettro congestionato sono dotati di FSS per fornire una protezione selettiva in frequenza, senza ricorrere ad attenuazione a banda larga, tenendo conto delle frequenze dei segnali desiderati. Linkworld valuta soluzioni FSS per specifici problemi di EMI.
Le tecniche multistrato che affrontano tutti i potenziali percorsi di interferenza sono l’unico modo efficace per ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). La preservazione dell’integrità del segnale richiede connettori di precisione con funzionalità di filtraggio, imballaggi a intercapedine costituiti da guide d’onda, schermature a livello di scheda basate su assorbitori e superfici selettive in frequenza. I piani di schermatura completi assumono un’importanza crescente con l’aumento delle frequenze e delle densità. Linkworld mette a disposizione 20 anni di esperienza nel campo delle radiofrequenze (RF) e un’ampia competenza nel controllo delle EMI, fornendo ai propri clienti componenti, assemblaggi personalizzati e consulenza ingegneristica al fine di garantire un’elevata affidabilità là dove richiesto da applicazioni particolarmente impegnative. Contattateci per discutere le vostre esigenze relative allo schermatura dei moduli a microonde.