EN
Naarmate draadloze netwerken 5G en hoger worden, de RF-infrastructuur de dichtheid neemt exponentieel toe. In dichtere nabijheid bevinden zich macrocellen, small cells en gedistribueerde antennesystemen, die hogere datarates en meer signaalvermogen verwerken. Microgolfpassieve componenten zoals filters, koppelaars, verdeelers, verzwakkers, afsluitingen, enz., staan onder meer spanning dan ooit tevoren in deze omgeving. Passieve componenten, in tegenstelling tot actieve componenten, zijn niet in staat om versterking te bieden om hun beperkingen te overwinnen; om vermogen te verwerken, zijn zij uitsluitend het resultaat van materiaal, geometrie en thermische prestaties. Bij Linkworld ontwikkelen wij passieve componenten voor hoogdichtheidsnetwerken met hoog vermogen, waarbij wij meer dan 20 jaar RF-expertise hebben. In deze gids bespreken wij vier gebieden die cruciaal zijn bij het bepalen van het vermogensvermogen.
Thermisch beheer: de ultieme beperkende factor
Warmte is de fundamentele beperking voor het vermogensvermogen. Terwijl RF-energie door een enkel component wordt geleid, gaat een deel verloren door diëlektrische en resistieve verliezen in de vorm van warmte. Deze warmte moet worden afgevoerd om prestatieverlies of catastrofale beschadiging te voorkomen. Hedendaagse netwerken met hoge dichtheid brengen deze uitdaging aan de grens van wat haalbaar is. Richtingskoppelaars met 250 W worden nu aangeboden in kleine oppervlaktegemonteerde behuizingen met afmetingen van slechts 0,12 × 0,06 inch. CVD-synthetisch diamant heeft een thermische geleidbaarheid die drie tot vier keer hoger is dan die van koper en stelt componenten in staat meer dan 10 W continu (CW) af te voeren en te functioneren boven 40 GHz in een ruimtevaartkwaliteit-behuizing. De hoogvermogenscomponenten van Linkworld zijn eveneens ontworpen met effectief thermisch beheer in gedachten, zoals efficiënt gebruik van het warmteafvoerpad en het gebruik van substraten met hoge thermische geleidbaarheid.
Materiaalkeuze voor hoogvermogensprestaties
De vermogensverwerkingscapaciteiten worden in wezen bepaald door de materialen. De geleiders moeten ohmse verliezen minimaliseren die verwarming veroorzaken, en de diëlektrica moeten hun stabiele eigenschappen behouden bij hoge temperaturen. De keuze van materiaal is cruciaal wanneer aansluitingen en belastingen RF-energie moeten absorberen. Substraten met een hoge thermische geleidbaarheid, gecombineerd met geavanceerde dunne-filmtechnologie, zijn ontwikkeld tot weerstanden met aansluitingen die respectievelijk tot 300 W en 50 W kunnen verwerken, tot respectievelijk 26,5 GHz en 6 GHz DC. Materialen die geen magneten zijn, krijgen steeds meer betekenis om PIM (Passive Intermodulation) te voorkomen, wat verslechtert bij hogere vermoevensniveaus. Bij microgolf frequenties beperkt het ‘skin effect’ de stroom tot de oppervlakken van de geleiders, waardoor de kwaliteit van de oppervlakteafwerking en de plating van groot belang is. Componenten van Linkworld zijn vervaardigd uit zeer nauwkeurige materialen, zorgvuldig gekozen op basis van hun elektrische en thermische eigenschappen.
Mechanische constructie en connectorinterfaces
Warmte moet via de connectorinterfaces worden afgevoerd. Warmte moet via de connectorinterfaces naar koellichamen worden geleid. Behuizingen van zwaar metaal met dergelijke dikke wanden bieden thermische massa en geleidingskanalen en behouden hun mechanische integriteit ondanks thermische spanning. De connectorinterfaces moeten in staat zijn om een lage elektrische contactweerstand te ondersteunen en moeten warmtegeleidend zijn. Wanneer het hoogste vermogen nodig is, bieden grotere connectorafmetingen zoals 7-16 of 4,3-10 voordelen ten opzichte van kleinere interfaces zoals SMA, wat betreft stroomdraagvermogen en warmtegeleidingsvermogen. De hoogvermogenscomponenten van Linkworld hebben mechanische ontwerpen die de elektrische prestaties van de component en het thermische beheer optimaliseren, zodat de vermogensverwerkingscapaciteit van de component niet wordt aangetast door beperkingen aan de interfaces.
Overwegingen op systeemniveau voor hoogdichtheidseinschakelingen
In dichte netwerken kunnen meer dan één component tegelijk communiceren, wat de complexiteit van het systeem ten aanzien van de specificaties van de componenten verhoogt. Het feit dat de componenten in een kleine behuizing zijn geplaatst, betekent dat meerdere componenten dicht bij elkaar worden geplaatst, wat leidt tot warmteontwikkeling en een stijging van de temperatuur in de omgeving, waardoor het effectieve vermogensafvoervermogen van elke component afneemt. Dit wordt versterkt door de ruimtelijke dichtheid: het samenplaatsen van coplanair verdeelers, koppelaars, filters en afsluitingen op een klein oppervlak – zoals bij moderne basisstations – zorgt ervoor dat de afgevoerde warmte van het ene apparaat invloed heeft op de andere. Dit maakt thermische analyse op systeemniveau noodzakelijk, evenals geforceerde koeling of zelfs strategische plaatsing in de meeste gevallen. Bij bedrijf onder piekvermogen moeten de transiënte omstandigheden van de dag worden meegenomen, zoals blikseminslagen of transiënten van de versterker. De engineers van Linkworld hebben ook samengewerkt met klanten bij de keuze van componenten, de onderlinge afstand tussen componenten en het thermische beheer, om te waarborgen dat deze goed functioneren bij dichte implementaties.
Het beheren van vermogen in passieve microgolfcomponenten is een complex probleem dat betrekking heeft op thermisch beheer, materiaalkunde, mechanisch ontwerp en systeemintegratie. Naarmate de dichtheid van netwerken toeneemt en het vermogenniveau stijgt, moeten nieuwe passieve componenten worden ontwikkeld. Componenten die voldoen aan de huidige vermogensvereisten van hoogdichtheidsnetwerken zijn beschikbaar dankzij het gebruik van superieure materialen, geavanceerd thermisch ontwerp en constructie, en zorgvuldige systeemplanning. Linkworld heeft meer dan twintig jaar ervaring in de productie van RF-componenten en een lange staat van dienst op het gebied van hoogvermogen; bijgevolg zijn netwerkoperators bij hun meest complexe implementaties verzekerd van de juiste componenten van Linkworld. Neem contact met ons op en bespreek uw vereisten voor passieve componenten met hoog vermogen.