Mababang-PIM na Komponente ng Microwave para sa Mga Network na May Mataas na Kapasidad

Ang kapasidad ang hari sa mga kabilang na 5G at 6G na network. Sa mataas-na-order na modulasyon, massive MIMO, at madensong pag-uulit ng dalas, kinakailangan ang mga kapaligirang may napakalinis na signal. Ang Passive Intermodulation (PIM), gayunpaman, ay isa sa pinakamasamang kalaban ng kapasidad na gumagana sa mga pasibong bahagi. Ang interperensya ng signal dahil sa presensya ng maraming mataas-na-kapangyarihang carrier na umaapekto sa mga di-linearidad ng mga konektor, kable, o bahagi ay nagpataas ng noise floor at nagpababa ng pagganap. Ang imprastruktura na mahalaga sa mga high-capacity na network ay ang mga bahaging may mababang PIM. Mayroon na tayong higit sa 20 taon na RF na karanasan sa larangan ng Engineering ng mga pasibong microwave na bahagi na may garantisadong mababang PIM na pagganap. Ito ay isang gabay na nagkukuwento ng 4 mahahalagang dimensyon ng pagpili ng mga bahaging may mababang PIM.

Pag-unawa sa PIM at sa Kaniyang Epekto sa Kapasidad ng Network

Ito ang lugar kung saan natatapos ang mga di-linear na sambungan ang dalawa o higit pang mataas-na-kapangyarihang carrier at pinagsasama ang kanilang mga dalas upang makabuo ng mga produkto ng intermodulation na maaaring mahulog sa loob ng mga bandang pagtanggap. Kapag malapit sa isa't isa ang mga dalas, ang mga produkto ng ikatlong orden ay napapansin sa parehong banda kasama ang signal ng pagtanggap kapag may di-linear na sambungan sa pagitan ng dalawang nakakopla na dalas. Kahit na ang kapangyarihan sa -153 dBc ay nasa 5×10⁻¹⁶ lamang ng carrier, ang mga natatanggap na signal ay napakahina; ang antas ng interperensya na ito—na tila walang kabuluhan—ay nagpapalaki ng noise floor nang sobra-sobra upang hindi na mabigyan ng mabuting pagganap. Epekto ng kapasidad: Ang paghahambing ng kapasidad sa marginal at sa maksimum na kaso ay magpapakita ng hanggang 30% na pagtaas ng kapasidad sa mga site na may mataas na trapiko sa 4x4 MIMO habang panatilihin ang PIM sa ibaba ng -160 dBc. Ang isang decibel na pagtaas sa PIM ay nagpapasimple ng pagtaas sa mga order ng modulation at sa spectral efficiency.

Pagpili ng Materyales at mga Sistema ng Plating

Ang pagpili ng materyal ay mahalaga para sa mababang pagganap ng PIM. Ang mga ferromagnetic na materyal—tulad ng bakal, nikel, at kobalt—ay dapat tanggalin nang lubos sa landas ng signal dahil sila ang pangunahing nagdudulot ng PIM. Ang base na materyal sa kaso ng mga konektor at housing ay maaaring gawin mula sa mataas na conductivity na materyal tulad ng brass o tanso, ngunit kailangan din ang mga sistema ng plating. Ang tri-metal na plating (tanso, nikel, at pagkatapos ay pilak o ginto) na may kakayahang mag-conduct at magbigay ng proteksyon laban sa kapaligiran ay ginagamit sa mga high-end na komponente. Ang ugnayan sa pagitan ng kalidad ng plating at ng PIM ay napakahusay: halimbawa, ang sapat na plating na ginto-sa-ibabaw-ng-nikel at ang maingat na pamamahala ng torque ay nakakabawas ng PIM ng hanggang 15 dB kumpara sa mga tradisyonal na disenyo. Kalidad ng ibabaw: Ang problema sa kalidad ng ibabaw ay mikroskopiko—ang skin depth sa W-band ay mas maliit kaysa 0.2 μm, na nangangahulugan na ang mga depekto sa lattice ang direktang nangunguna sa mga katangian ng intermodulation. Ang mga komponente na ginagamit sa espasyo ay kailangang gawa sa aluminum na may kalinisan na ≥99.9997% at roughness ng ibabaw na Ra ≤0.8 μm.

Advanced na Disenyo ng Connector at Interface

Ang mga interface ng konektor ang pinakakaraniwang pinagmumulan ng PIM. Ang pangunahing pisikal na proseso na humahantong sa pagbuo ng PIM ay ang di-lininyar na di-pagkakatugma ng metalikong kontak na dulot ng di-ideal na elektrikal na kontak. Ang mga modernong konektor na may mababang PIM ay nakakalampas sa suliraning ito sa ilang aspeto. Ang mga konektor na 4.3–10 ay naging pamantayan na sa industriya bilang konektor para sa macro cell at mataas na kapangyarihang DAS, na may simetriko ring mga interface ng kontak upang matiyak na walang mikro-kapareho sa buong paligid na maaaring magdulot ng PIM. Ang pinakamahirap sa mga ito ay ang mga disenyo ng contactless electromagnetic bandgap (EBG), kung saan ang PIM ay nakakamit sa pamamagitan ng mga interface na walang kontak dahil ang di-lininyaridad na dulot ng metalikong kontak ay napipigilan, at nakakamit ang average na pagpapababa ng higit sa 20 dB (kumpara sa mga konbensyonal na disenyo). Ang mga waveguide na puno ng dielektriko ay walang ibabaw na kontak at dapat isaalang-alang bilang isang opsyon sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang napakataas na pamantayan sa PIM.

Pagsasama-sama at Pagsusuri sa Antas ng Sistema

Hindi ang mababang PIM sa antas ng bahagi ang nagpapaguarante sa pagganap ng sistema. Ang huling PIM ay naaapektuhan ng interaksyon sa pagitan ng mga elemento at ng kapaligiran. Napakahalaga ng tamang torque dahil napakasensitibo nito—ang pagkakalbo ay nagdudulot ng pag-alis ng mga contact, samantalang ang labis na pagpapahigpit ay nagdudulot ng mga pukyut sa dielectric at deformasyon ng contact. Ang torque na 8–10 in-lbs sa karaniwang SMA connector ay maaaring bawasan ang PIM hanggang 15 dB kung ihahambing sa mga maluwag na koneksyon. Kailangan ang pagsusuri sa ilalim ng tunay na kondisyon sa mundo—maaaring magbago ang PIM ng ±6 dB kapag ang mga toleransya sa pag-aassemble ay may iba’t ibang halaga ng torque ng bolt sa loob ng saklaw na 0.3 Nm. Lalong lumalala ang mga hamon dahil sa mga kadahilanan ng temperatura: ang kabuuang roughness ng mga pino-plateng silver na sambungan ay tumataas mula sa Ra0.3 μm hanggang Ra1.2 μm sa loob ng 2,000 thermal cycles, na nagdudulot ng pagtaas ng PIM ng 15 dB. Ang pangangailangan na manatiling updated sa paglipas ng mga taon ay nangangailangan na ang mga elemento ay maging futureproof. Ang mga bahaging nasa pagitan ng 617 MHz at 5925 MHz ay ultra-wideband components na nagpapahintulot sa ebolusyon ng network nang hindi kinakailangang baguhin ang imprastruktura. Ang outdoor infrastructure ay nakalantad sa kapaligiran at may mga low-PIM na dulo na may rating na IP67 at 4.3–10.

Ang mga wireless network na may mataas na kapasidad ay nakabase sa paggamit ng mga low-PIM component. Lahat ng ito ay nakaaapekto sa performance ng PIM na kalaunan ay tumutukoy sa kapasidad ng mga network dahil sa kalinisan ng mga materyales at eksaktong plating hanggang sa advanced na disenyo ng connector at mahigpit na pagsusuri. Ang pagbaba ng PIM ay lalo pang kritikal kasabay ng pagdating ng 5G at pagsulpot ng 6G. Ang Linkworld ay isang tagagawa na may higit sa dalawampung taon ng karanasan sa mga RF component, pati na rin ng malaking karanasan sa low-PIM design na makikita sa mga microwave passive component na maaasahan sa pagtugon sa mga high-capacity deployment. Makipag-ugnayan sa amin at talakayin ang mga kinakailangan sa mga low-PIM component.