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O parâmetro de desempenho de maior importância nos atuais sistemas RF, como radares de matriz de antenas ou formação de feixe 5G e comunicações por satélite, é a coerência de fase do sinal. No caso de diferenças de fase em um número de cabos, os efeitos incluem erros de direcionamento do feixe, perda de coerência do sinal e perda de precisão nas medições. Como RF empresa com mais de 20 anos de experiência, a Linkworld, com mais de 20 anos de atuação, está familiarizada com o fato de que o processo de garantia de coerência de fase é uma atividade específica de engenharia que exige planejamento. Este guia analisa as quatro principais considerações a serem levadas em conta ao executar implantações com múltiplos cabos, a fim de assegurar fases idênticas.
Estabilidade de Fase vs. Igualização de Fase
Esses dois conceitos são semelhantes e, ao mesmo tempo, diferentes. A capacidade de um único cabo manter um comprimento elétrico constante, independentemente de forças ambientais como flexão, vibração e variações de temperatura, pode ser considerada estabilidade de fase. Cabos com estabilidade de fase são de alta qualidade e, tipicamente, apresentam variação de fase de 2 a 6 graus sob flexão. Em comparação, o casamento de fase refere-se ao erro relativo entre diversos conjuntos de cabos em um sistema. Pode ser um casamento absoluto (que atende a uma tolerância específica), um casamento relativo (conjuntos casados em lote) ou pares com atraso casado. Para chegar ao projeto adequado de um sistema, a primeira etapa é identificar o tipo de sistema exigido pela sua aplicação. A Linkworld auxilia os clientes na determinação das especificações de fase, conforme suas necessidades, na forma de requisitos multicanal.
Seleção de Materiais e Construção do Cabo
Os conjuntos de cabos com consistência de fase são fundamentados em materiais e construção. Os materiais dielétricos predominam no comportamento de fase. Os dielétricos fabricados com o material convencional de PTFE apresentam uma grande variação de fase com a temperatura devido à expansão térmica. Cabos especiais com dielétricos de alta estabilidade de fase, baseados em fluoropolímeros, são utilizados quando se exige consistência de fase em diversas situações, sendo observado que a característica de fase permanece estável em amplas faixas de temperatura. Esses cabos podem apresentar variação de fase inferior a 600 partes por milhão na faixa de -40 °C a +85 °C. Além disso, a pré-condicionamento dos cabos — ou seja, submetê-los a ciclos de aquecimento e forças mecânicas durante o processo de fabricação — estabiliza a linha de transmissão. Os conjuntos de cabos personalizados da Linkworld incorporam esses materiais de alta qualidade, bem como processos de cura, para alcançar uma elevada consistência de fase.
Técnicas e Tolerâncias de Igualação de Fase
A fase de correspondência cuidadosa exige medições e fabricação intensivas. As diferentes necessidades podem ser atendidas de três maneiras principais. A correspondência absoluta define uma determinada tolerância de comprimento elétrico para qualquer montagem específica, e os sistemas atuais alcançam ±5 picosegundos. A correspondência relativa emparelha montagens para obter diferenças de fase extremamente finas, tipicamente ≤1 picosegundo em aplicações importantes. A correspondência por lote oferece uniformidade em maiores quantidades de produção. As tolerâncias empíricas da indústria evoluíram de 1 grau/GHz para 0,5 grau/GHz em frequências de até 18 GHz. Vários conjuntos de correspondência são fabricados pela Linkworld com base nos requisitos mais exigentes, utilizando medição e ajuste precisos de fase.
Considerações de Projeto do Sistema
A arquitetura do sistema é importante no que diz respeito à consistência das fases, além da escolha dos componentes. Na formação de feixe, é essencial que haja uniformidade na fase de cada elemento, tal como ocorre em uma matriz de antenas com controle de fase. Em diferentes parâmetros ambientais nos cabos — por exemplo, gradientes de temperatura ao longo da matriz — ocorrem variações de fase que provocam distorção do padrão de radiação. Esses efeitos são minimizados com o auxílio de cabos estáveis em fase. Garante-se o roteamento na mesma direção e com o mesmo raio de curvatura em todos os canais, assegurando assim a mesma carga mecânica em todos os conjuntos. Conectores codificados por cores permitem reduzir erros de conexão durante a instalação. A Linkworld oferece serviços de suporte de engenharia aos seus clientes no processo de alcançar a melhor consistência de fase em suas arquiteturas de sistema, tanto na fase de projeto quanto na de implementação.
A dimensão do desempenho da estabilidade de fase do sinal é de grande importância em sistemas RF de múltiplos canais. A coerência de fase só pode ser obtida mediante engenharia especializada, seja por meio de cabos com estabilidade de fase que não variam com as condições ambientais, seja por meio de conjuntos com correspondência de fase que mantêm o mesmo comprimento elétrico. À medida que cada vez mais aplicações de formação de feixe continuam a ser implementadas com frequência crescente, a consistência de fase tornar-se-á ainda mais valorizada. A Linkworld possui mais de 20 anos de experiência na produção de conjuntos RF, bem como de conjuntos de cabos com estabilidade e correspondência de fase, além de possuir experiência na garantia da consistência de fase no projeto de sistemas RF avançados. Entre em contato conosco para saber mais sobre a implementação do seu sistema com múltiplos cabos.