EN
Telekommunikationsinfrastruktur implementeras också i extrema förhållanden, både i öknen och i arktiska samt tropiska fuktiga miljöer. Stabiliteten hos frekvenserna i denna linje mellan sådana extrema förhållanden är viktig för nätoperatörerna för att kunna erbjuda lönsamma tjänster. Temperaturförändringar leder till utvidgning av materialet, förändring av dielektriska egenskaper samt förändring av komponenternas beteende, vilket kan leda till frekvensdrift, olämplig selektivitet hos filter och otillfredsställande prestanda. I klimatområden med svåra förhållanden tillverkar vi komponenter som är frekvensstabil på Linkworld, där vi har en mer än 20 år lång historia av RF . I den här guiden behandlas de fyra stegen som tas för att bibehålla frekvensnoggrannheten vid olika temperaturer.
Förstå frekvensdrift orsakad av temperatur
De fysiska aspekterna av temperatur påverkar komponenterna olika. Termisk expansion påverkar direkt den fysiska storleken hos resonansstrukturer (till exempel hålrum, dielektriska resonatorer och transmissionsledningar) och resonansfrekvenser, vilket leder till förändringar i storleken hos dessa resonansstrukturer. Den påverkar även dielektricitetskonstanten och förvränger den elektriska längden, vilket orsakar drift. Förändringarna i ledare och dielektrika är materialgenskapsförändringar som påverkar förlusten och resonansbeteendet. De 3D-skrivna filterkeramikerna har utvärderats med avseende på deras effekter: termiska cyklingstemperaturer mellan 23 °C och 80 °C visade frekvensavvikelser på −766 till −554 kHz/°C, enligt plan. En sådan pergrad-drift ackumuleras till betydande frekvensfel inom de naturliga utomhusområdena −40 °C till +85 °C. Denna drift kan orsaka drift i andra bandtilldelningar för smalbandsystem där kanalseparationen är liten. Dessa oönskade driftprocesser minskas genom att bestämma Linkworlds element i förhållande till temperaturen.
Tekniker för passiv temperaturkompensation
Det är också komplext och kostsamt att misslyckas med användningen av kompensation (aktiv). Passiv kompensation är ett mer lämpligt alternativ. En av dessa metoder är temperaturvariabla dämpare (TVAs): förutsägbar justerad dämpning är något som korrigerar variationen i passiv dämpning med temperaturen samt variationen i förstärkning. De flesta RF-förstärkare visar en minskning av förstärkningen vid stigande temperatur. Denna effekt kan motverkas med en serie TVAs med negativ dämpningskoefficient (dvs. dämpning som minskar med temperaturen), vilket resulterar i en konstant förstärkning. Detta erbjuds av Smiths Interconnect Thermopad, som har dämpningsvärden mellan 1 och 10 dB och är tillgänglig för frekvenser från DC upp till 36 GHz. Sådana passiva kompensatorer ger ingen distorsion, kräver ingen bias och erbjuder fördelen med hög pålitlighet. Frekvensen stabiliseras även av filter som är passivt kompenserade. Material med motsatta temperaturutvidgningskoefficienter kompenserar temperaturvariationen hos hålrumfilter, vilket eliminerar dimensionella förändringar. De kompenserade komponenterna från Linkworld använder dessa metoder för att ge förutsägbar prestanda utan aktiva kretsar.
Materialval för termisk stabilitet
Frekvensstabilare komponenter utvecklas med material som är utformade för låg temperaturkänslighet. Lågutvidgningslegeringar, såsom Invar, uppvisar en termisk expansionskoefficient som är 10 gånger lägre än den hos konventionella metaller och kan användas i hålstrukturer där dimensionsstabilitet är av yttersta vikt. Dielektriska material som är temperaturstabilare bibehåller en konstant permittivitet eftersom temperaturändringar inte påverkar den elektriska längden. I 3D-skrivna keramiska filter är aluminiumoxidsubstarten naturligt stabil, men det har visats att kopplingsfaktorer mellan resonatorer samt bandbreddsdrift är beroende av den rumsliga orienteringen av kopplingsresonatorstrukturen i förhållande till värme-källor. Detta understryker vikten av en genomtänkt termisk design för hela byggnaden – både med avseende på materialens egenskaper och på värmeöverföringen under monteringen. Linkworld använder material och geometrier som är valda för att vara termiskt stabila på så sätt att prestandan inte överskrider de angivna prestandaspecifikationerna inom drifttemperaturområdet.
Miljötester och kvalificering
Frekvensstabilitet är en ofullständig ekvation och eftersom konstruktionen måste genomföras, måste prestandan kontrolleras under verkliga förhållanden. Kvalificeringen ges i form av standardiserade tester. DIN EN IEC 60068-2-14 reglerar temperaturvariationer, en återgivning av termiska svängningar mellan dag och natt samt mellan årstider. DIN EN IEC 60068-2-1 och -2-2 omfattar extrema kalla och torra temperaturförhållanden och kvalificerar att utrustningen är driftsäker inom gränsvärdena för temperatur. Som en del av testning av komponenter under fuktiga förhållanden anger DIN EN IEC 60068-2-30 cykliska fukt-värme-tester, ett test som utsätter komponenter för trycket från temperatur och fuktighet. Miljökraven och testerna fastställs även i ETSI EN 300 019-serien, som är specifik för telekommunikationsutrustning. Linkworld tillämpar strikta tester av sina komponenter enligt dessa standarder, och den dokumenterade prestandan anges vid olika temperaturer. När det gäller uppdrag med kritisk betydelse erbjuder vi en högre kvalificering, till exempel termisk cykling, burn-in och karaktärisering vid utökade temperaturområden.
Extrema väderförhållanden kräver grundläggande fysik, val av material, kompensationsmetoder och strikta tester på grund av deras frekvensstabilitet. Man bör vara medveten om effekterna av temperaturändringar och kunna reagera på dem på alla nivåer. Passiva återvinster är stabilisering som har tillförlitlig komplexitet men är passiv. Grunden är den termiska stabiliteten som uppnås genom avancerade material. Detta uppnås genom omfattande miljötester för att säkerställa att konstruktionerna fungerar som avsett även efter revision. Linkworld har mer än 20 års erfarenhet av RF-produkter med hög temperaturstabilitet, en omfattande erfarenhet av temperaturstabil komponentteknik och erbjuder regelbundet frekvensstabil lösningar för utmanande installationer. Kontakta oss angående dina behov inom telekommunikation i svåra väderförhållanden.