Blog

Asosiy RF ulagich turlari va ularning baland chastotali ishlash xususiyatlari

SMA, 2,92 mm, 2,4 mm va SMP ulagichlar: chastota chegaralari, takrorlanuvchanlik va qo'llanilish sohalari

SMA ulagichlari hali ham hujayra minoralaridan radio tizimlargacha bo'lgan har xil sohalarda uchraydigan 18 GHz dan past chastotali qo'llanmalarda keng qo'llaniladi, chunki ular barqaror ishlaydi va juda qimmatga tushmaydi. Kamchiligi nima? Ushbu ulagichlarning tayanch qismidagi tishlar taxminan 500 marta ulash-uzishdan keyin eskirib ketadi, bu esa vaqt o'tishi bilan takroriy ulanishlarni ishonchsizlashtiradi. Biroq, yuqori chastotalarda ishlash talab etilganda, muhandislar boshqa variantlarga murojaat qiladi. 2,92 mm ulagich (ba'zan K-ulagich deb ham ataladi) 40 GHz gacha bo'lgan chastotalarni qo'llab-quvvatlaydi, kichikroq 2,4 mm versiyasi esa 50 GHz atrofida ishlay oladi. Bu ulagichlar o'tkazgichlar orasida qattiq moddalarning o'rniga havo ishlatadi va ancha qattiqroq ishlab chiqarish me'yorida tayyorlanadi, shu tufayli ular kamroq signallarni yo'qotadi va ulanish davomida yaxshiroq elektr uzluksizligini saqlaydi. Yana biri SMP ulagichlar oilasidir, ularning siljishli, prujinali kontaktlari tezda ulanadi. Ular kamroq joy egallaydi va atrofga to'liq aylanishi mumkin, bu fazali massivlarning zich joylashgan tuzilmalarida, ya'ni joy muhim bo'lgan joylarda juda qulay. Bu ulagichlar ham 40 GHz chastotadagi signallarni ishonchli ravishda qo'llab-quvvatlaydi. Lekin bitta narsaga e'tibor bering: shu moslanuvchan kontakt nuqtalari o'lchanishlar natijasiga ko'ra, 30 GHz da taxminan 0,3 dB qo'shimcha signallarni yo'qotishga olib keladi, bu qattiqroq aniq ulagichlarga qaraganda signallarni ko'proq yo'qotishini anglatadi.

40 GHz yuqori chastotali aniqlik havo-dielektrik (masalan, APC-7) va BMAM ulagichlari: fazaviy barqarorlik va band kengligi afzalliklari

40 GHz dan yuqori chastotalarda ishlatilganda, APC-7 seriyali havo dielektrik ulagichlar PTFE materiali sababli fazaning noo'rtaligiga olib keladigan muammolarni bartaraf etadi va 110 GHz gacha bo'lgan chastotalarda ajoyib amplituda doimiylikka erishadi (±0,05 dB ichida). Dizaynda sharsimon elementlarning bo'lmasligi noqulay bo'lgan impedans sakrashlarini kamaytiradi va 50 GHz darajasida ham kuchlanish turg'un to'lqin nisbati 1,05 dan past bo'lib qoladi. Uzoq muddatli ishlash talab qilinadigan ilovalar uchun BMAM ulagichlari oksidlanish muammolarini to'xtatadigan maxsus suyuq germetik pechlar bilan yanada yaxshiroq ishlaydi — bu minglab ulanish tsikllari talab qilinadigan sun'iy yo'ldoshlar bilan ishlaganda mutlaqo zarur. Ushbu ilg'or interfeyslar zamonaviy radiolokatsion tizimlarda bir nechta portlarda sinxron ishlash imkonini beradi, bu erda 70 GHz da fazani kuzatish ajoyib aniqlikda saqlanadi (fazaning 0,5 gradusgina og'ishi). IEEE MTT-S standartlariga muvofiq o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, ular vaqt o'tishi bilan barqarorlikni saqlashda polimer bilan to'ldirilgan variantlarga qaraganda taxminan 40% yaxshiroq natija beradi.

Millimetr to'lqinli tizimlar uchun RF ulagichlarni tanlashning asosiy me'yori

Millimetr to'lqinli tizimlar uchun RF ulagichlarni tanlash (30 GHz dan yuqori chastotalar) uchta elektromagnit ishlash xavfi bo'yicha qat'iy tasdiqlashni talab qiladi:

• Kesish xatti-harakati : Ulagich o'lchamlari yuqori tartibli moddalarni pasaytirishi kerak. 40 GHz chastotada 2,92 mm ulagichning nazariy kesish chastotasi ~46 GHz atrofida bo'ladi — lekin ishlab chiqarishdagi me'yorida o'tkirlik hosil bo'lishi tezroq moda uyqu holatini keltirib chiqarishi mumkin va signallarning sifatiga salbiy ta'sir qiladi.
• Garmonik ishlov : Chiziqli bo'lmagan kontakt interfeyslari asosiy chastotaning butun sonli ko'paytmalarida noto'g'ri signallar yaratadi. Rangli misga qoplangan berilliyli mis kontaktdan foydalanish simli latunli qoplamaga nisbatan aralashma shovqinni 15 dBc ga kamaytiradi va spektral tozalikni saqlaydi.
• Dielektrik rezonans : Polimer izolyatorlari 26 GHz dan yuqoriroq chastotalarda rezonansli yutilish piklarini namoyon qiladi. Havo dielektrikli konstruksiyalar ushbu mexanizmni to'liq yo'q qiladi va 50 GHz gacha VSWR <1,15 ni saqlab turadi.

Kiritish yo'qotish omillari: O'tkazgich materiali, sirt nuqsonlari va geometrik masshtablash effektlari RF ulagichlarning yo'qotishiga ta'sir qiladi

Millimetr to'lqinli RF ulagichlarda kiritish yo'qotishi uchta asosiy omil tufayli chiziqli bo'lmagan tarzda o'sadi:

1. O'tkazgichning qarshiligi : Oksidlanmagan mis (Î = 58 MS/m) 60 GHz da latun bilan solishtirganda teri effekti tufayli yo'qotishni 22% ga kamaytiradi.
2. Sirt pürüzlülüğü : 0,4 µm dan oshib ketadigan RMS xiralik 40 GHz da 0,05 dB/cm ga yo'qotishni oshiradi; aynalashgan silliqtirilgan kontaktlarda har bir ulanishda 0,01 dB dan kamroq degradatsiya saqlanadi.
3. Geometrik uzilishlar : Markaziy o'tkazgichning 5 µm ga siljishi 50 GHz da tok jamlanish tufayli 0,2 dB qo'shimcha yo'qotishga olib keladi — bu giperbolik yoki tirqishli kontakt geometriyasining zarurligini ko'rsatadi.

To'lqin chastotasi diapazonini tasdiqlash: Kesish xatti-harakati, rejimlarini supressiyasi va 26 GHz dan yuqoridagi garmonik xavflari

26 GHz dan yuqoridagi fazaviy barqaror ishlash quyidagi uchta parametrga qattiq nazorat talab etadi:

• Impedans aniqligi : VSWR bilan bog'liq aks-aks etishlarni cheklovchi 50 Ω ±0,5 Ω ni saqlash. Standart SMA ulagichlari 18 GHz dan yuqorida ±2 Ω dan oshib ketadi, shu sababli mmWave sohasida foydalanish uchun mos emas.
• Qaytarilgan izoh : >20 dB bo'lgan maxsus xususiyat test tuzilmalarida turuvchi to'lqinlarning oldini oladi; aynan mos keladigan ulagichlar 40 GHz gacha >26 dB natijaga erishadi.
• Илтимоси кейинги ҳарорат ўзгаришлари : Î VSWR <0,05 -55°C dan +125°C gacha doimiy ishlashni radiolokatsion va kosmik sohalarda ta'minlaydi.

Yuqori chastotali RF ulagich interfeyslarida to'siqning butunligi va VSWR boshqaruvi

Tenglamalarni yig'ish, markaziy kontakt tekislantirish va 20 GHz dan yuqoridagi chastotalarda aks etish yo'qotilishining pasayishi

Impedansni barqaror saqlash 20 GHz dan yuqori chastotalarga yetganda juda qiyinlashadi. Bunday yuqori darajalarda mikron miqyosidagi hatto maydona mexanik o'zgarishlar ham kuchlanish turgan to'lqin nisbati (VSWR) ni sezilarli darajada buzib tashlaydi. Qismlar orasida 5 omlik mos kelmaslik mavjud bo'lsa, millimetrov to'lqinli tizimlarda signallarning aks etishi taxminan 40% ga ko'payadi. Yana bir e'tiborli jihat — markaziy o'tkazgichni tekislash muammolari. Vaqt o'tishi bilan me'yorida boshlanuvchi xatolar o'sib ketganda ular 0,05 mm dan ortiq bo'lsagina, 40 GHz da aks etish yo'qotishi 3 dan 6 dB gacha pasayadi. Bu fazali antenalar tizimining to'g'ri ishlashi uchun mutlaqo tanqidiy ahamiyatga ega bo'lgan quvvat yo'qotishlari va fazaviy distorsiyalarga olib keladi.

Aniqlikni ta'minlovchi tekislash usullari shu ta'sirlarni kamaytiradi:

• Giperbolik kontakt profillari VSWR ni 1,15:1 dan pastga tushiradi
• Tirqishli interfeyslar −40°C dan +85°C gacha harorat o'zgarishida 18% yaxshiroq issiqlik barqarorligini namoyon qiladi
• Havo bo'shliqlarini kamaytirish dielektrik sababli hosil bo'ladigan impedans siljishini oldini oladi

30 GHz yuqorida sirt nuqsonlari yo'qotish xatti-harakatini boshqaradi. <0,1 µm Ra gacha polirovka qilingan kontaktlarda ulanish har bir ulanishda 0,1 dB dan kam bo'lgan kiritish yo'qotishini saqlaydi. Agar bunday nazorat mavjud bo'lmasa, VSWR 1,5:1 dan oshadi va uzatilayotgan quvvatning >4% aks etadi — bu esa 256-QAM modulyatsiyalangan signallarda xatolik vektor kattaligini (EVM) jiddiy darajada pasaytiradi.

Kabeldan RF-ulkovchiga integratsiya: Uzluksizliklarni va akslarni minimal darajada qoldirish

Kabel va RF ulagichlar orasidagi ulanishni to'g'ri sozlash kundalik ishlatayotgan yuqori chastotali tizimlarda signallarni toza saqlash jihatidan juda muhim. 5 om atrofida bo'lgan maydonaq impedans mos kelmasligi ham signallarning aks etishini 40% gacha oshirishi mumkin. Bu akslanishlar modulyatsiyalangan signallar uchun EVM o'lchovlariga jiddiy ta'sir qiladi. Masala mmWave chastotalarida to'lqin uzunliklari juda qisqa bo'lgani uchun yanada og'irlashadi. Davom etishdagi maydonaq uzilish ham yuqori chastotalarda signallarning tarqalishining asosiy manbaiga aylanadi. Muhandislar tizim samaradorligiga ulagichlarni to'g'ri o'rnatishning nihoyatda katta farq qilishini hisobga olishlari kerak. Keraksiz akslanishlarni kamaytirish uchun muhandislar odatda bir nechta usullarga murojaat qiladi.

• Barcha interfeyslarda qat'iy 50Ω impedans davom etishini saqlang
• Ayniqsa massiv MIMO bazaviy stantsiyalarda ketma-ket kelgan moslanmalar oshib ketganligida, VSWR <1,2:1 ga erishish
• Gofreli o'tkazgichlardan foydalaning, ular −40°C dan +85°C gacha bo'lgan harorat doirasida silliq analoglardan 18% yaxshiroq issiqlik barqarorligini ta'minlaydi

Markaziy kontaktlarning aniqlik bilan tekislashishi va dielektrik tayanch tuzilmalari 20 GHz dan yuqori bo'lganda aks etishni kamaytiradi. Sanoat tahlili shaharlaridagi 5G kechikish muammolarining deyarli uchdan bir qismini koaksial liniyalar mos kelmasligiga bog'laydi — bu esa geometrik barqarorlikning minimal sirt nuqsonlari va parazitik rejimlarning faollashishini bostirish uchun mo'ljallangan materiallar bilan birlashgan optimal integratsiyani talab qilishini anglatadi.

Savollar boʻlimi

• SMA ulagichlarining asosiy kamchiligi nima?

  SMA ulagichlarining asosiy kamchiligi shundaki, ularning teshiklari taxminan 500 marta ulash-uzishdan keyin eskirib ketadi va muntazam ulanishlarda ishonchlilik vaqt o'tishi bilan pasayadi.

• 40 GHz dan yuqoriroq chastotalarda nima uchun havo dielektrik ulagichlar afzal ko'riladi?

  40 GHz dan yuqori chastotalarda APC-7 seriyali havo dielektrik ulagichlar afzal ko'riladi, chunki ular fazaning noaniqligini bartaraf etadi, kuchli amplituda doimiyligini saqlaydi va ishlashni yaxshilash uchun impedans sakrashlarini kamaytiradi.

• Millimetr to'lqinli RF ulagichlarda kiritish yo'qotishiga qanday omillar ta'sir qiladi?

  Millimetr to'lqinli RF ulagichlarda kiritish yo'qotishi o'tkazgich qarshiligi, sirt nuqsonlari va geometrik uzilishlarga bog'liq ravishda o'zgaradi.

• Muhandislar yuqori chastotali tizimlarda signallarning aks etishini qanday kamaytiradi?

  Muhandislar qattiq 50Ω impedans uzluksizligini saqlash, VSWR <1.2:1 ga erishish va tsikllanish davrida yaxshiroq issiqlik barqarorligi uchun tirqishli o'tkazgichlardan foydalanish orqali signallarning aks etishini kamaytiradi.

• 20 GHz dan yuqori chastotalarda markaziy kontakt tekislashish nima uchun muhim?

  20 GHz dan yuqori chastotalarda markaziy kontakt tekislashish shunchalik muhimki, tekislanmagan holatlar o'tish qaytishini jiddiy darajada yomonlashtirishi, quvvat yo'qotishlariga va fazaviy g'altaklanishlarga olib kelishi mumkin, bu fazali massiv antennalarning ishlashida muhim ahamiyatga ega.