EN
З переходом електронних модулів зв’язку на вищі частоти та менші габарити електромагнітні перешкоди (EMI) тепер є значною проблемою, яка загрожує продуктивності системи. Системи 5G у діапазоні міліметрових хвиль, авіаційна електроніка в аерокосмічній галузі та небажані електромагнітні перешкоди в радарах високих технологій можуть негативно впливати на цілісність сигналу, що призводить до наведень (crosstalk) і повного виходу системи з ладу. Екранування є необхідним для забезпечення регулювання та роботи системи. Компанія Linkworld має понад 20-річний RF досвід, і ми знаємо, що сучасне екранування є багаторівневим. У цьому посібнику розглядаються 4 базові стратегії зменшення електромагнітних перешкод (EMI) у модулях мікрохвильового зв’язку.
Просунуте екранування з’єднувачів та фільтровані інтерфейси
Інтерфейс з’єднувача є дуже важливим вхідним портом електромагнітної енергії. Неперервний контакт з «землею» у конструкціях із повним охопленням на 360° забезпечує цілком екранований дизайн, що запобігає утворенню небажаних антен. Серія I-PEX MHF® 7S використовує архітектуру ZenShield®, що зменшує рівень ЕМІ в пристроях 5G mmWave до частот 15 ГГц за рахунок підключення сигнальних виводів до контактів «землі» в роз’ємі у вигляді смужкової лінії та створення керованих порожнистих середовищ імпедансу для 5G mmWave, у яких електромагнітні поля можуть бути обмеженими. Крім того, фільтровані ВЧ-з’єднувачі мають вбудоване придушення ЕМІ. У фільтрованих BNC-з’єднувачах Amphenol ЕМІ відводиться шляхом монтажу чіп-конденсаторів із ізоляцією від механічних напружень між екраном та монтажною панеллю, що забезпечує передачу бажаного сигналу без втрат. Linkworld надає спеціалізовані варіанти розв’язання певних проблем із ЕМІ в своєму асортименті.
Упакування з хвилеводом із зазором для екранування на рівні модулів
Традиційні методи екранування можуть страждати від резонансного поширення у порожнинах та між паралельними пластинами, що призводить до взаємного зв’язку кіл. Технологія хвилеводу з проміжком є радикальним рішенням. Це метод, у якому періодичні структури — у формі «постелі цвяхів» або «кришок із штирів» — застосовуються для забезпечення умов відсікання всіх мод поширення між паралельними пластинами у всіх вузлах загалом (з надмірними розмірами). Така структура використовується для пригнічення небажаних порожнинних мод, мод у діелектричній підкладці та зворотного зв’язку за рахунок електромагнітних завад у цих смуго-загороджень, що в іншому разі погіршували б характеристики пристрою. Дослідження у галузі упаковки на основі хвилеводу з проміжком показали, що така упаковка може бути застосована для підвищення ізоляції елементів мікрополоскових кіл у високочастотних модулях. Періодичні структури виконуються безпосередньо на корпусах або кришках модулів і не потребують складного внутрішнього точного налаштування, що забезпечує значно вищу електромагнітну сумісність у застосуваннях, де критично обмежене простір. Інженерна команда Linkworld використовує ці передові технології упаковки для забезпечення оптимальних характеристик екранування.
Екранувальні матеріали та матеріали-поглиначі на рівні плати
На рівні плати провідні екрани, що поєднуються з матеріалами-поглиначами електромагнітної енергії, досить ефективно пригнічують ЕМІ на рівні друкованих плат. Екрани на рівні плати забезпечують екранування у вигляді провідних бар’єрів для випромінювань, а небажана електромагнітна енергія перетворюється в тепло за рахунок матеріалів-поглиначів. Нові рішення поєднують кілька технологій щодо частотних діапазонів: безвідбивні бар’єри створюються за допомогою провідних прокладок та попередньо сформованих екранів, а енергія, яка інакше відбилася б у іншому місці, поглинається гібридними матеріалами-поглиначами (комбінація металу й полімеру). Ця подвійна стратегія особливо ефективна в товстих платах. Затухання екранування значною мірою залежить від вибору матеріалу: легка срібно-поліамідна сітка забезпечує затухання від 50 до 70 дБ, композит міді/нікелю/поліестеру — від 70 до 100 дБ, а спеціалізована мідно-поліестерова композиція — ще вище. Там, де традиційні методи не забезпечують необхідного запасу, екрани з підвищеним поглинанням надають потрібний запас у мікрохвильових модулях. Ці нові високотехнологічні матеріали застосовуються у спеціальних збірках для електромагнітно чутливих застосувань компанією Linkworld.
Частотно-селективні поверхні для цільового контролю перешкод
У разі виникнення перешкод у певних частотних діапазонах можна застосовувати поверхні з частотною селекцією (FSS), щоб пропускати бажані частоти й відфільтровувати небажані. Ці періодичні структури також називають просторовими фільтрами, оскільки вони відфільтровують енергію певних частот. Недавно виявлено, що структури FSS є універсальним рішенням для усунення катастрофічних проблем електромагнітних завад (EMI), наприклад, забезпечення стійкості авіаційних радіовисотомірів (4,2–4,4 ГГц) до перешкод від мереж 5G у під-6 ГГц діапазоні (3,7–3,98 ГГц). У запропонованому рішенні використовуються рекомендації щодо застосування двочастотних FSS-елементарних комірок, які формують вузькі смуги пропускання на частоті 4,3 ГГц (з втратами при включенні 0,5 дБ) та смуги загородження на частотах, що створюють перешкоди. Такі структури можна розміщувати під антенами, і для цього не потрібно вносити жодних змін у обладнання. Радоми, корпуси або заземлювальні площини модулів, що працюють у умовах перевантаженого спектра, оснащуються FSS для забезпечення частотно-селективного захисту без широкосмугового ослаблення, з урахуванням частот бажаних сигналів. Компанія Linkworld оцінює рішення на основі FSS для вирішення конкретних проблем ЕМІ.
Багатошарові методи, що враховують усі потенційні шляхи перешкод, є єдиним ефективним способом зниження електромагнітних перешкод (EMI). Збереження цілісності сигналу передбачає використання високоточних роз’ємів із фільтрацією, упаковку з проміжками, що складається з хвилеводів, екранів на рівні плати на основі поглиначів та поверхонь із частотно-селективними властивостями. Повні плани екранування стають ще важливішими зі зростанням частот і щільності компонування. Компанія Linkworld надає клієнтам 20-річний досвід роботи в галузі радіочастотних технологій (RF) та комплексного контролю EMI шляхом поставки компонентів, спеціальних зборок, а також інженерної підтримки, забезпечуючи високу надійність там, де це необхідно для складних застосувань. Зв’яжіться з нами, щоб обговорити ваші потреби у екрануванні мікрохвильових модулів.