EN
Infrastructura de telecomunicații este implementată, de asemenea, în condiții extreme, atât în deșert, cât și în regiunile arctice și în umiditatea tropicală. Stabilitatea frecvențelor pe această linie între astfel de extreme este importantă pentru operatorii de rețea, pentru a le oferi servicii profitabile. Modificările de temperatură duc la dilatarea materialului, la modificarea proprietăților dielectrice și la modificarea comportamentului componentelor, ceea ce poate duce la deriva frecvențelor, la o selectivitate inadecvată a filtrelor și la o performanță inadecvată. În climatul nefavorabil, producem componente care sunt stabile din punct de vedere al frecvenței la Linkworld, unde avem o istorie de peste 20 de ani de Rf . În acest ghid sunt abordate cele patru etape parcurse pentru menținerea preciziei frecvenței la diverse temperaturi.
Înțelegerea deriverii frecvenței induse de temperatură
Aspectele fizice ale temperaturii afectează componentele în mod diferit. Expansiunea termică influențează direct dimensiunea fizică a structurilor rezonante (cum ar fi cavitatea, rezonatorul dielectric și linia de transmisie) și frecvențele rezonante, provocând modificări ale dimensiunii acestor structuri rezonante. De asemenea, aceasta determină variații ale constantei dielectrice și distorsionează lungimea electrică, ceea ce conduce, de asemenea, la deriva frecvenței. Modificările suferite de conductori și dielectrici reprezintă schimbări ale proprietăților materialelor care influențează pierderile și comportamentul rezonant. Filtrul ceramic imprimat în 3D a fost evaluat în ceea ce privește efectele sale: ciclurile termice între 23 °C și 80 °C au evidențiat deviații de frecvență de -766 până la -554 kHz/°C, conform planului. O astfel de derivă pe grad se acumulează, ducând la erori semnificative de frecvență în gamele naturale exterioare de la -40 °C până la +85 °C. Această derivă poate genera, de asemenea, deriva în alte atribuiri de benzi ale sistemelor înguste, unde separarea canalelor este mică. Aceste procese nedorite de derivă sunt reduse prin determinarea elementelor Linkworld în funcție de temperatură.
Tehnici pasive de compensare a temperaturii
Este, de asemenea, complex și costisitor să eșuezi în utilizarea compensării (active). Compensarea pasivă reprezintă o alternativă mai potrivită. Una dintre aceste metode este atenuatorii variabili în funcție de temperatură (TVAs): atenuarea modificată predictiv este un element care corectează variația atenuării pasive în funcție de temperatură, precum și variația câștigului. Majoritatea amplificatoarelor RF prezintă o scădere a câștigului pe măsură ce temperatura crește. Acest efect poate fi contracarat prin intermediul unei serii de TVAs cu coeficient de atenuare negativ (adică o atenuare care scade pe măsură ce temperatura crește), determinând astfel menținerea constantă a câștigului. Această soluție este oferită de Thermopad Smiths Interconnect, care are valori de atenuare cuprinse între 1 și 10 dB și este disponibilă în domeniul de frecvență de la CC până la 36 GHz. Astfel de compensatori pasivi nu generează distorsiuni, nu necesită tensiune de polarizare și oferă avantajul fiabilității. Frecvența este, de asemenea, stabilizată prin filtre care beneficiază de compensare pasivă. Materialele cu coeficienți opuși de dilatare termică compensează variația de temperatură a filtrelor cu cavitate, eliminând astfel modificările dimensionale. Elementele compensate ale Linkworld folosesc aceste metode pentru a oferi o performanță previzibilă a circuitelor fără componente active.
Selectarea materialelor pentru stabilitatea termică
Componentele cu stabilitate de frecvență sunt dezvoltate pe baza unor materiale concepute pentru o sensibilitate scăzută la temperatură. Aliajele cu dilatare redusă, cum ar fi Invar, prezintă un coeficient de dilatare termică de 10 ori mai mic decât cel al metalelor convenționale și pot fi utilizate în structuri bazate pe cavități, unde stabilitatea dimensională este de importanță maximă. Materialele dielectrice care sunt stabile din punct de vedere termic mențin o permitivitate constantă, deoarece variația temperaturii nu afectează modificările lungimii electrice. În filtrul ceramic imprimat în 3D, suporturile din aluminiu sunt natural stabile, dar s-a stabilit că factorii de cuplaj între rezonatori și deriva benzii de trecere depind de orientarea spațială a structurii rezonatorului cuplat față de sursele de căldură. Aceasta subliniază importanța proiectării termice a întregii construcții, atât în ceea ce privește proprietățile materialelor, cât și transferul de căldură în timpul asamblării. Linkworld utilizează materiale și geometrii selectate astfel încât să fie termic stabile, garantând ca performanța să nu depășească specificațiile prevăzute în intervalul de temperatură de funcționare.
Testare și calificare ambientală
Stabilitatea frecvenței este o ecuație incompletă și, deoarece proiectarea trebuie realizată, performanța trebuie verificată în condiții reale de funcționare. Calificarea este furnizată sub formă de teste standardizate. DIN EN IEC 60068-2-14 reglementează variația temperaturii, o reproducere a fluctuațiilor termice zilnice și sezoniere. DIN EN IEC 60068-2-1 și -2-2 acoperă extremele de temperatură rece și uscată, respectiv temperatură, și califică faptul că echipamentul funcționează în limitele extreme ale temperaturii. În cadrul testării componentelor în condiții de umiditate, DIN EN IEC 60068-2-30 stabilește teste ciclice de căldură umedă, un test care expune componente la presiunea combinată a temperaturii și umidității. Mediul și testele sunt stabilite, de asemenea, de seria ETSI EN 300 019, specifică echipamentelor de telecomunicații. Linkworld aplică teste riguroase acestor standarde pentru componente, iar performanța documentată este stabilită în funcție de temperatură. În cazul implementărilor critice pentru misiune, oferim o calificare superioară, cum ar fi ciclarea termică, testul de încălzire prelungită (burn-in) și caracterizarea la temperaturi extinse.
Aplicațiile în condiții extreme de vreme necesită cunoștințe solide de fizică fundamentală, selecția adecvată a materialelor, metode de compensare și teste riguroase, datorită stabilității frecvenței. Trebuie să se țină cont de impactul schimbărilor de temperatură și să se răspundă acestora pe toate nivelurile. Stabilizarea pasivă este o soluție care oferă o complexitate fiabilă, dar pasivă. Baza o constituie materiale avansate concepute pentru stabilitate termică. Aceasta va fi realizată prin teste extensive în mediu, astfel încât să se asigure funcționarea conform intenției proiectelor, chiar și după revizuire. Linkworld are peste 20 de ani de experiență în domeniul produselor RF cu stabilitate termică, o experiență vastă în componente cu stabilitate termică și oferă în mod regulat soluții cu stabilitate frecvențială pentru implementări complexe. Contactați-ne pentru a discuta nevoile dumneavoastră legate de telecomunicații în condiții meteo dificile.