EN
Telekommunikasjonsinfrastruktur implementeres også i ekstreme forhold, både i ørkenen og i arktisk samt tropisk fuktighet. Stabiliteten til frekvensene i denne linjen mellom slike ekstremer er viktig for nettverksoperatørene, slik at de kan tilby lønnsomme tjenester. Temperaturendringer fører til utvidelse av materialet, endring i dielektriske egenskaper og endring i oppførselen til komponentene, noe som kan føre til frekvensavdrift, upassende selektivitet i filtrene og dårlig ytelse. I dårlige klimaforhold produserer vi komponenter som er frekvensstabile hos Linkworld, der vi har en historie på over 20 år med RF . I denne veiledningen beskrives de fire trinnene som tas for å bevare frekvensnøyaktigheten ved ulike temperaturer.
Forståing av temperaturindusert frekvensavdrift
De fysiske aspektene av temperatur påvirker komponentene ulikt. Termisk utvidelse påvirker direkte den fysiske størrelsen på resonansstrukturer (som hulrom, dielektriske resonatorer og transmisjonslinjer) og resonansfrekvensene, noe som fører til endringer i størrelsen på disse resonansstrukturene. Den varierer i dielektrisk konstant og forvrenger den elektriske lengden, noe som også fører til drift. Endringene i ledere og dielektrika er materiellegenskapsendringer som påvirker tap og resonansatferd. 3D-printede filterkeramikker ble vurdert med hensyn til deres effekter: termiske syklusstemperaturer fra 23 °C til 80 °C avdekket frekvensavvik på −766 til −554 kHz/°C, som planlagt. En slik per-grad-drift akkumuleres til betydelige frekvensfeil over de naturlige utendørs temperaturområdene fra −40 °C til +85 °C. Denne driften kan føre til drift i andre båndtilordninger i smalbåndssystemer der kanalseparasjonen er liten. Disse uønskede driftprosessene reduseres ved å bestemme Linkworlds elementer i forhold til temperatur.
Passive teknikker for temperaturkompensasjon
Det er også komplekst og kostbart å mislykkes med bruk av kompensasjon (aktiv). Passiv kompensasjon er et mer egnet alternativ. En av disse metodene er temperaturvariabelt dempere (TVAs): prediktivt justert demping er noe som korrigerer variasjonen i passiv demping med temperatur samt variasjonen i forsterkning. De fleste RF-forsterkere har en reduksjon i forsterkning ved økende temperatur. Denne effekten kan motvirkes ved hjelp av en rekke TVAs med negativ dempingskoeffisient (dvs. demping som blir mindre ved økende temperatur), noe som dermed gjør at forsterkningen forblir konstant. Dette tilbys av Smiths Interconnect Thermopad, som har dempingsverdier mellom 1 og 10 dB og er tilgjengelig for frekvensområdet DC til 36 GHz. Slike passive kompensatorer gir ikke opphav til forvrengning, det er ingen behov for forspenning, og de har fordelen med høy pålitelighet. Frekvensen stabiliseres også ved hjelp av filtre som er passivt kompenserte. Materialer med motsatt termisk utvidelseskoeffisient kompenserer temperaturvariasjonen i hulromsfiltre, og dette eliminerer dimensjonelle endringer. De kompenserte elementene fra Linkworld bruker disse metodene for å gi forutsigbar ytelse uten aktive kretser.
Materialevalg for termisk stabilitet
Frekvensstabile komponenter er utviklet på materialer som er designet for lav temperaturfølsomhet. Lavutvidelseslegeringer som Invar har en termisk utvidelseskoeffisient som er ti ganger lavere enn den til konvensjonelle metaller, og kan brukes i hulromsbaserte strukturer der dimensjonell stabilitet er av ytterste betydning. Dielektriske materialer som er temperaturstabile opprettholder en konstant permittivitet, siden temperaturvariasjoner ikke fører til endringer i elektrisk lengde. I 3D-printede keramiske filtre er aluminiumoksid-substrater naturlig stabile, men det er dokumentert at koblefaktorer mellom resonatorer og båndbreddeavdrift er avhengige av den romlige orienteringen til koblingsresonatorstrukturen i forhold til varmekilder. Dette understreker viktigheten av termisk design av hele bygningen – både med hensyn til materialegenskaper og til varmeoverføring under montering. Linkworld bruker materialer og geometrier som er valgt for å være termisk stabile, slik at ytelsen ikke overskrider de angitte ytelsesspesifikasjonene innenfor driftstemperaturområdet.
Miljøtesting og kvalifisering
Frekvensstabilitet er en ufullstendig ligning, og siden designet må utføres, må ytelsen sjekkes under reelle forhold. Kvalifiseringen foretas gjennom standardiserte tester. DIN EN IEC 60068-2-14 regulerer temperaturvariasjon, en gjengivelse av termiske svingninger mellom dag og natt samt årstider. DIN EN IEC 60068-2-1 og -2-2 dekker ekstreme lavtemperaturer og tørke samt temperatur, og kvalifiserer at utstyret fungerer innenfor grensetilfellene for temperatur. Som del av testing av komponenter under fuktige forhold fastsetter DIN EN IEC 60068-2-30 sykliske fuktvarmetester, en test som utsetter komponenter for trykk fra både temperatur og fuktighet. Miljøkravene og testene er også fastsatt i ETSI EN 300 019-serien, som er spesifikk for telekommunikasjonsutstyr. Linkworld har en streng testprosess for sine komponenter i henhold til disse standardene, og den dokumenterte ytelsen er angitt for ulike temperaturer. Når det gjelder oppdrag med kritisk betydning, tilbyr vi en høyere kvalifisering, som for eksempel termisk sykling, burn-in og utvidet temperaturkarakterisering.
Ekstreme værforhold krever grunnleggende fysikk, valg av materialer, kompensasjonsmetoder og streng testing på grunn av frekvensstabiliteten. Man må være klar over virkningene av temperaturendringer og reagere på dem på alle nivåer. Passive forbedringer er stabilisering som har pålitelig kompleksitet, men er passive. Grunnlaget er termisk stabile, avanserte materialer som er utviklet med tanke på termisk stabilitet. Dette oppnås gjennom omfattende miljøtester for å sikre at designene fungerer som forventet etter revisjon. Linkworld har mer enn 20 år med erfaring med RF-produkter med høy temperaturstabilitet, en omfattende erfaring med temperaturstabile komponenter og leverer regelmessige frekvensstabile løsninger for utfordrende installasjoner. Kontakt oss angående dine behov innen telekommunikasjon i hardt vær.