EN
С переходом электронных коммуникационных модулей на более высокие частоты и уменьшение их габаритов электромагнитные помехи (ЭМП) стали серьёзной проблемой, угрожающей работоспособности системы. Системы 5G в миллиметровом диапазоне, авиационно-космическая электроника и нежелательные ЭМП в высокотехнологичных радарах могут негативно влиять на целостность сигнала, вызывая перекрёстные наводки и приводя к полному отказу системы. Экранирование необходимо для обеспечения соответствия нормативным требованиям и корректной работы системы. Компания Linkworld имеет более чем 20-летний RF опыт, и мы знаем, что современное экранирование является многоуровневым. В этом руководстве рассматриваются четыре базовые стратегии снижения ЭМП в модулях микроволновой связи.
Усовершенствованное экранирование разъёмов и фильтрующие интерфейсы
Разъемный интерфейс представляет собой чрезвычайно важный входной порт для электромагнитной энергии. Непрерывность заземляющего контакта в конструкциях с полным охватом на 360 градусов обеспечивает полностью экранированную конструкцию, исключающую нежелательные антенны. Серия I-PEX MHF® 7S использует архитектуру ZenShield®, снижающую уровень ЭМП в устройствах 5G миллиметрового диапазона частот до 15 ГГц за счёт подключения сигнальных выводов к контактам заземления разъёма по типу полосковой линии и создания контролируемой полой среды с импедансом, оптимизированным для 5G миллиметрового диапазона, в которой электромагнитные поля могут быть локализованы. Помимо этого, радиочастотные разъёмы с фильтрацией включают встроенное подавление ЭМП. В фильтрованных разъёмах BNC компании Amphenol ЭМП отводится на землю с помощью чип-конденсаторов, смонтированных с изоляцией от механических напряжений между экраном и монтажной панелью, что позволяет передавать требуемый сигнал без потерь. Компания Linkworld предлагает в своём ассортименте индивидуальные варианты решений для конкретных проблем, связанных с ЭМП.
Упаковка на основе волноводов с воздушным зазором для экранирования на уровне модуля
Традиционные методы экранирования могут приводить к возбуждению резонансных полостей и распространению волн в параллельно-пластинчатых структурах, что вызывает паразитную связь между цепями. Технология щелевого волновода представляет собой радикальное решение этой проблемы. Это метод, при котором периодические структуры — в виде «кроватей из гвоздей» или «крышек из штырей» — наносятся на конструкцию для обеспечения условий отсечки всех параллельно-пластинчатых типов волн во всех узлах в глобальном масштабе (включая габаритные узлы). Такая структура используется для подавления нежелательных резонансных мод полостей, паразитных мод в диэлектрической подложке и помех электромагнитного излучения (ЭМИ) в указанных полосах подавления, которые в противном случае ухудшили бы характеристики устройства. Исследования, посвящённые упаковке на основе щелевых волноводов, показали, что такая упаковка может применяться для повышения степени изоляции элементов микрополосковых схем в высокочастотных модулях. Периодические структуры формируются непосредственно на корпусах модулей или их крышках и не требуют сложной внутренней точной настройки, что обеспечивает значительно более высокую электромагнитную совместимость в условиях ограниченного пространства. Инженерная команда Linkworld интегрирует эти передовые методы упаковки для достижения оптимальных характеристик экранирования.
Стекловые и абсорбционные материалы
На уровне печатной платы проводящие экраны, совмещённые с материалами-электромагнитными поглотителями, весьма эффективны для подавления электромагнитных помех (ЭМП) на уровне печатной платы. Экраны уровня печатной платы представляют собой проводящие барьеры, препятствующие излучению, а нежелательная электромагнитная энергия преобразуется в тепло за счёт материалов-поглотителей. Новые решения объединяют несколько технологий применительно к частотным диапазонам: безотражательные барьеры создаются с использованием проводящих прокладок и предварительно сформованных экранов, а энергия, которая в противном случае отразилась бы в другом месте, поглощается гибридными поглощающими материалами (комбинация металла и полимера). Такая двойная стратегия особенно эффективна в случае толстых плат. Ослабление экранирования в значительной степени зависит от выбора материала: лёгкая сетка из серебра/полиамида обеспечивает ослабление от 50 дБ до 70 дБ, композит из меди/никеля/полиэстера — от 70 дБ до 100 дБ, а специализированный композит из меди/полиэстера — ещё более высокие значения. Там, где традиционные методы не обеспечивают необходимого запаса по уровню экранирования, экранирование с усилением за счёт поглотителей предоставляет требуемый запас в микроволновых модулях. Эти новые высокотехнологичные материалы применяются в индивидуальных сборках для чувствительных к ЭМП приложений компанией Linkworld.
Частотно-селективные поверхности для целенаправленного управления помехами
Там, где в случае помех от заданных частотных диапазонов могут применяться частотно-селективные поверхности (FSS), предпочтительные частоты пропускаются, а нежелательные — подавляются. Эти периодические структуры также называют пространственными фильтрами и используют для фильтрации энергии определённых частот. Недавно было установлено, что структуры FSS являются универсальным решением, устраняющим катастрофические проблемы электромагнитных помех (ЭМП), например, обеспечение помехоустойчивости авиационного радиовысотомера (4,2–4,4 ГГц) к воздействию сигналов 5G в диапазоне ниже 6 ГГц (3,7–3,98 ГГц). В предлагаемом решении используются рекомендации по применению двухдиапазонных элементарных ячеек FSS, формирующих узкие полосы пропускания на частоте 4,3 ГГц (вносимое затухание 0,5 дБ) и полосы подавления на частотах помех. Такие структуры могут размещаться непосредственно под антеннами и не требуют каких-либо изменений в существующем оборудовании. Радиопрозрачные обтекатели (радомы), корпуса или заземляющие плоскости модулей, работающих в условиях перегруженного спектра, оснащаются FSS для обеспечения частотно-селективной защиты без применения широкополосного ослабления с учётом требуемых частот сигнала. Компания Linkworld проводит оценку решений на основе FSS для конкретных задач по борьбе с ЭМП.
Многоуровневые методы, устраняющие все потенциальные пути электромагнитных помех, являются единственным эффективным способом снижения ЭМИ. Сохранение целостности сигнала требует применения высокоточных разъёмов с фильтрацией, упаковки с зазорами, включающей волноводы, экранирующие конструкции на уровне печатной платы на основе поглотителей, а также частотно-селективные поверхности. Полные экранирующие решения приобретают всё большее значение по мере роста рабочих частот и плотности компоновки. Компания Linkworld обладает 20-летним опытом в области РЧ-технологий и комплексного подавления ЭМИ, предлагая клиентам компоненты, индивидуальные сборки, а также инженерные консультации для обеспечения высокой надёжности там, где это критически важно — в сложных областях применения. Свяжитесь с нами и обсудите ваши требования к экранированию модулей СВЧ.