Blog

RF va telekommunikatsiya tizimlarida passiv komponentlarning roli

RF va telekommunikatsiya tizimlaridagi passiv komponentlar haqida tushuncha

Passiv komponentlar RF va telekommunikatsiya tizimlarining asosiy qurilish elementlarini tashkil qiladi va kuchaytirish yoki faol boshqaruv kiritmasdan muhim signallarni shakllantirish imkonini beradi. Tranzistorlar yoki kuchaytirgichlar kabi faol elementlardan farqli o'laroq, rezistorlar, kondensatorlar va induktivliklar kabi passiv elementlar faqat elektromagnit maydon o'zaro ta'siri orqali ishlaydi. Ularning asosiy vazifalari quyidagilardan iborat:

• Impedans moslashuvi : Tizimlarning samarador ishlashini ta'minlash uchun elektr uzatishda samarali quvvat o'tkazish.
• Фильтрация : Foydali bo'lmagan chastotalarni bloklaydi va signallarni saqlab qoladi.
• Energiya saqlash : Vaqt belgilash va barqarorlik uchun vaqtincha zaryad yoki magnit energiyasini saqlab turadi.

Bu komponentlar ayniqsa minimal kirishuvchi yo'qolish va aniq to'siq mosligi tizimning samaradorligini belgilaydigan yuqori chastotali muhitlarda signallarni shakllantirishda muhim rol o'ynaydi.

Telekommunikatsiya tarmoqlarida signallarni taqsimlash va birlashtirish

Bugungi telekommunikatsiya tarmoqlarida ko'p antenali o'rnatishlar va hozir hamma joyda uchraydigan tarqoq radio bloklar orqali signallarni tarqatishda quvvat bo'lagichlari kabi passiv komponentlar juda muhim rol o'ynaydi. RF signal bazaviy stantsiyaga kirganda, u turli yo'nalishlarga bo'linish kerak bo'ladi, shunda u antenlarga yoki mayda hujayra o'rnatishlarga beqaror vaqt orasidagi bog'liqlikni buzmasdan yetib boradi. Bu ish uchun muhandislar odatda yo'nalishli kovodlar yoki Uilkinson divayderlariga tayanadi. Bu qurilmalar 1:32 nisbatda signallarni bo'lish imkoniyatiga ega bo'lib, o'tkazish yo'qotishini o'ttiz besh gigagetsslik chastota diapazonida o'tkazilgan sinovlardan kelib chiqib 0,5 dB dan past saqlab turadi. Hozirgi beelidagi RF podtizimlarini ishlashini tahlil qilish 5G tarmoqlarining sig'imini va javob berish tezligini oshirishda shu sodda passiv komponentlarning katta ta'sir qoldirayotganini ko'rsatadi, chunki ular nurlarni shakllantirish hamda tashuvchilarni birlashtirish imkonini beradi. Dizaynerlar uchun qiyinchilik esa shu komponentlarning qancha quvvatni chidashini va qanchalik maydali bo'lishi kerakligini shahar atrofida mmTolqin chastotalari uchun juda tor joylarga mos keladigan komponentlarni tanlashda muvozanatlashishdir.

Quvvat ajratgichlarning qanday ishlashi: Asosiy vazifasi va muhim xususiyatlari

Quvvat ajratgichlarning signallarni tarqatishdagi vazifasi

Quvvat ajratgichlar asosan passiv komponentlar bo'lib, telekommunikatsiya tarmoqlarida ishlatiladi. Ular kiruvchi radio chastotali signallarni qabul qilib, chiqish yo'nalishlariga bo'lib beradi va impedans muvozanatini saqlab turadi. Bu qurilmalarning asosiy vazifasi signallarni tarmoqning turli qismlariga teng taqsimlash, shu jumladan oddiy antenalar, DAS deb ataluvchi tarqoq antenalar tizimi hamda bazoviy stansiyalarga ham kiradi. 5G tarmoqlarni sozlashda texniklar tez-tez bitta 3,5 GHz signali ikkiga yoki to'rtga bo'lishi kerak bo'ladi, shunda bir vaqtning o'zida bir nechta hudolarga yetib borish imkoniyati paydo bo'ladi. Bu esa xizmat ko'rsatuvchi kompaniyalarning yaxshiroq qamrov hosil qilishiga yordam beradi va shu bilan birga qo'shimcha to'siqqa sabab bo'lmaydi.

Telekommunikatsiya sohasida quvvat ajratgichlar va kirituvchilarning taqqoslanishi

Odamlar ularni chalkashtirishadi, lekin quvvat bo'luvchilar va kuchaytiruvchilar aslida qarama-qarshi vazifalarni bajaradi. Bo'luvchilar bitta manbadan kelgan signallarni bir vaqtda bir nechta joylarga yuboradi. Kombinerlar esa ayni bir manbadan kelgan signallarni bitta chiqish yo'nalishiga birlashtirib yuboradi. Ba'zi bo'luvchi modellar esa ikki tomonlama imkoniyatlarga ega bo'lgani uchun kerak bo'lganda kombiner sifatida ham ishlashi mumkin. Masalan, g'ildirakli svyazlar - bu qurilma orqali ikkita alohida uzatuvchilardan kelgan signallar bitta antenaga ulanish nuqtasida birlashadi. Bu yerda eng muhimi, ular bir-biridan ajratilgan holda saqlanadi. Bu ayniqsa, katta shahar hududlarida be'simli signallar bir-biriga zich joylashgan joylarda muhim ahamiyatga ega, aks holda barcha signallar bir-biriga to'siq qo'yadi.

Asosiy ishlash meyori: bo'lish nisbati, kirish yo'qolishi va izolyatsiya

Uchta meyor bo'luvchining samaradorligini belgilaydi:

• Bo'linish Nisbati : Chiqish taqsimotini tavsiflaydi (masalan, teng bo'lish uchun 1:2).
• Qo'shish yo'qolishi : Qurilma orqali signallarni kamaytirish, odatda yuqori sifatli qurilmalarda 0,1–3 dB. Sanoat tadqiqotlari 1 dB dan kam yo'qotishlarni tarmoq energiya samaradorligini 12–18% gacha oshirishini ko'rsatdi (Ponemon Institut, 2023-yil).
• Yolgʻizlik : Chiqish portlari o'rtasidagi signal quyilishini oldini oladi, yuqori sifatli modellarda 20 dB dan oshib ketadi, bu esa ko'p kanalli tizimlarda to'siqni oldini oladi.

Bu parametrlar ayniqsa mmWave 5G tarqatishda signallar butunligi muhim bo'lgan tarmoq ishonchliligiga bevosita ta'sir qiladi.

RF kuchlanish ajratgichlarining turlari va dizayn kompromisslari

RF kuchlanish ajratgichlar telekommunikatsiya tizimlarida signallar butunligini boshqarishda muhim rol o'ynaydigan passiv komponentlardir, ularning ishlashi bevosita dizayn tanlovi bilan bog'liq. Quyida ularning asosiy farqlari, texnik kompromisslar va operatsion ta'siri bilan tanishamiz.

Kuchlanish ajratgichlarning keng tarqalgan turlari: Wilkinson, Yo'nalishli, Qarshilikli

Uchta asosiy RF kuchlanish ajratgich arxitekturasi alohida vazifalarni bajaradi:

• Wilkinson ajratgichlari to'rtinchi to'lqinli transformatorlardan foydalaning, chunki ular port izolyatsiyasini saqlab turishda, shuningdek, 5G antenali massivlar kabi yuqori chastotali qurilmalarda foydali bo'lgani uchun signallarni bo'lib beradi. RF tizimlari bo'yicha 2024-yilda o'tkazilgan tadqiqot ularning past qo'shimcha yo'qotish (odatda <0,3 dB) va 100Vt quvvat darajasini qo'llab-quvvatlash qobiliyatini ta'kidlidi.
• Yo'nalishli splitterlar chastota-tanlovchi signal yo'l yo'riqlari uchun bog'langan uzatish liniyalardan foydalanadi, tez-tez chastota bo'linishli duplexingda qo'llaniladi.
• Qarshilikli splitterlar keng zolotni va kichik o'lchamli qilish imkonini beradi, lekin izolyatsiya (ko'pincha <20 dB) bilan shartli ravishda cheklangan, past quvvatli sinov uskunalari uchun cheklangan foydalanishni cheklaydi.

Qo'shimcha yo'qotish va izolyatsiya: Tarmoq samaradorligiga ta'siri

Ijtimoiy splitterlarda qo'shimcha yo'qotish (2-3 dB) bevosita tarmoq o'tkazuvchanligini kamaytiradi, yetarli izolyatsiya esa (5G uchun >30 dB maqsad) portlar orasidagi signal quyilishiga olib keladi. Masalan, 64T64R massiv MIMO massivida 1 dB yo'qotish hujayra chegarasidagi o'tkazish tezligini 15–20% ga pasaytiradi, so'nggi sinovlarga ko'ra.

Dizayn alomatlari: Kichik o'lchamga qarshi yuqori izolyatsiya va quvvatni qo'llab-quvvatlash

Kichik hujayralar uchun spliterlarni maydasilashtirish muhandislarni 10–15% pastroq quvvatni ushlab turish yoki 5–8 dB kamroq izolyatsiya qilishga majburaydi. GaN-on-SiC kabi ilg'or asoslar bu yo'qotishlarni kamaytirishga yordam beradi va oxirgi mmWave tarqatishlarda 2,4 GHz chastotada ishni buzmasdan Uilkinson spliterlarini 40% kichik qilish imkonini beradi.

5G va zamonaviy simsiz infratuzilma uchun quvvat bo'luvchilarning qo'llanilishi

5G bazaviy stantsiyalari va kichik hujayralardagi quvvat bo'luvchilar

Kuchlanishni bo'lib beruvchi qurilmalar 5G konfiguratsiyasining muhim qismi bo'lib, hozirgi kunda ko'rib turgan katta MIMO antenma tizimlari bo'ylab signallarni to'g'ri tarqatishga yordam beradi. Hozirgi kunda, ko'pincha bazaviy stantsiyalar yuqori chastotali signallarni 64 yoki hatto 128 ta antenma nuqtasiga teng taqsimlash uchun shu qurilmalarga tayanadi. Bu esa hudud bo'ylab qamrovni barqaror saqlash va nurlarni kerakli joyga aniq yo'naltirishni ta'minlaydi. Shovqinli shaharlarda o'rnatilgan maydonchalarni kichik hujayralarga (small cells) keltirib qo'yishda esa, shu bo'lib beruvchilarning kompakt versiyalari muhim ahamiyat kasb etadi. Ular signallarni yo'qotish muammosini kamaytiradi va shahar chiroqlari ustiga yoki boshqa qurilmalarni o'rnatish uchun cheklangan joylarda ham qulay joylashishini ta'minlaydi, chunki telekommunikatsiya xodimlari uchun hamda o'rnatish jarayonida foydalaniladigan fazoning cheklanganligi doim muhim omildir.

MmWave 5G tarmoqlarida amaliyotda qo'llash

24 GHz dan yuqori to'lqin uzunlikdagi chastotalar atmosfera tomonidan yutib olinish kabi tarqalish muammolariga duch keladi va to'siqlar atrofida yaxshi difraksiya qilmaydi. Mazkur yuqori chastotali diapazonlar uchun muhandislar foydali fazali massiv antenalar uchun signallarni bo'lib beruvchi quvvat bo'linuvchilarga murojaat qiladilar, chunki ular signallarni yo'q qilishni kamaytirishga yordam beradi. Masalan, 28 GHz 5G bazaviy stantsiyasini oling. Ular, odatda, yuqori izolyatsiya (20 dB dan yuqori) hamda kirish yo'qotishlarni 0,3 dB dan past saqlash o'rtasidagi muvozanatni saqlash uchun Uilkinson quvvat bo'linuvchisiga tayanadi. Bu sozlamalar mmWave ning aksariyat hollarda to'g'ri chiziqli ko'rish masofasini talab qilishiga qaramay, taxminan 200 metr masofani qamrab olishda ham yetarli ma'lumotlar oqimini saqlash imkonini beradi.

YUqori chastotali telekommunikatsiya tizimlarida signallarni boshqarish bo'yicha qiyinchiliklar

Yuqori chastotali 5G tizimlari uchun quvvat ajratuvchilarni qaytish yo'qotishini -15 dB dan past saqlash va noqulay o'tkazuvchanlik mos kelmasligini oldini olish uchun ekstremal issiqlik sharoitini chidash kerak. 39 GHz chastotada ishlayotganda chiqish signallari o'rtasidagi fazaning kichik farqi - 5 gradusdan kamgina bo'lsa ham nur namunalari buzilishiga olib keladi. 2023-yilda Ponemon tomonidan o'tkazilgan tadqiqotga ko'ra, ushbu turdagi buzilishlar tarmoq sig'imini taxminan 30-40% gacha kamaytiradi. Hozirgi eng yaxshi loyihalarda temperaturaga qarshilik ko'rsatadigan materiallar hamda oltin bilan qoplangan ulagichlar qo'shila boshlandi. Bu komponentlar yiliga 50 dan ortiq gradus Celsiusga farq qiluvchi tashqi temperaturalarda ham ishlatiladigan joylarda hammasini to'g'ri ishlashini ta'minlaydi.

Ushbu texnik qiyinchiliklarni hal qilish orqali quvvat ajratuvchilar 10 Gbps tezlik va 1 ms dan kam kechikish bilan bashorat qilingan talablarga javob berish uchun 5G infrastrukturani kengaytirishda kerakli vosita sifatida qolmoqda.

Kelayotgan tendentsiyalar: IPD va miniatyura modullarda quvvat ajratuvchilarni integratsiya qilish

Integratsiyalangan passiv qurilmalar (IPD): Bozor o'sishi va telekommunikatsiya sohasidagi qo'llanilishi

Telekommunikatsiya kompaniyalari kichikroq, samaraliroq tarmoq sozlamalariga tezda o'tmoqda, shu sababli integratsiyalangan passiv qurilmalar (IPD) bugungi kunda shu qadar ommabop bo'lib qolmoqda. Bu kichik yarimo'tkazgich modullar quvvat ajratuvchilar, filtrlar va koplekslarni bitta substratga birlashtirib beradi. Natijada bazaviy stansiyalarda avvalgisiga qaraganda 40 dan 60% gacha kam komponent kerak bo'ladi va ular sovuqroq ishlaydi. Kelajakka qaraganda, 5G mamlakat bo'ylab tarqalib turgan sari, bozor ekspertlarining fikricha, telekommunikatsiya sohasida IPD talabi 2028-yilgacha taxminan yiliga 19% oshadi. RF front-endlarni kichraytirish ushbu tendentsiyani rag'batlantiruvchi katta omil bo'lib qolmoqda, aksariyat sanoat kuzatuvchilari tomonidan ta'kidlanyapti.

Quvvat ajratuvchilar sifatida murakkab RF modullarda o'rnatilgan komponentlar

Yetakchi ishlab chiqaruvchilar hozir kuch splitterslarni galliy nitrid (GaN) RF kuchaytirgichlariga bevosita kiritishadi, diskret konfiguratsiyalarga qaraganda 30% kam PCB joy egallaydigan ikki funktsiyali modullarni yaratish imkonini beradi. Bu hamkorlik loyihasi mmWave chastotalarida to'siq moslashuvini yaxshilaydi va 28 GHz li fazaviy massiv antenmalarda kiritish yo'qotishlarini 0,8–1,2 dB ga kamaytiradi.

IPD asosidagi loyihalarda kichraytirish va ishlashni muvozanatlash

IPD lar 5G tarmoqlari uchun minimal -25 dB izolyatsiya darajasini ta'minlash bilan birga, 2,5 mm² dan kichikroq qurilma o'lchamlari o'rtasidagi muvozanatni saqlash muammolarini yuzaga keltiradi. So'nggi yillarda yupqa parda kondensatorlarini integratsiya qilish va substrat-via ekranlash sohasidagi yutuqlar ishlab chiqarish darajasidagi IPD kuch bo'linuvchilarda 39 GHz chastotada -32 dB gacha izolyatsiya ko'rsatkichlarini oshirib berdi.

Ko'p so'raladigan savollar

RF va telekommunikatsiya tizimlaridagi passiv komponentlar nima?

Passiv tarkibiy qismlar RF hamda telekommunikatsiya tizimlarining muhim qurilmalari bo'lib, ularning tarkibiga qarshiliklar, kondensatorlar va induktiv o'ramlar kiradi. Ular kuchaytirish yoki faol boshqaruvni kiritmasdan qarshilik moslashuvini, filtrlash hamda energiya saqlash kabi vazifalarni bajaradi.

Telekommunikatsiya tarmoqlarida quvvat bo'luvchilar qanday ishlaydi?

Telekommunikatsiya tarmoqlarida kiruvchi radio chastota signali bir nechta chiqish yo'nalishlariga taqsimlanishi uchun quvvat bo'luvchilardan foydalaniladi, bunda qarshilik muvozanati saqlanadi. 5G sozlamalarida ayniqsa, signallarni tekis taqsimlashda ularning ahamiyati katta.

Quvvat bo'luvchilar va birlashtiruvchilar o'rtasidagi farq nima?

Quvvat bo'luvchilar bitta kirish signali orqali keluvchi signalni bir nechta yo'nalishlarga taqsimlaydi, birlashtiruvchilar esa bir nechta manbalardan keluvchi signallarni bitta chiqish yo'nalishiga birlashtiradi. G'ildirakli svyoznik kabi ayrim qurilmalar ikkala vazifani ham bajarishi mumkin.

RF quvvat bo'luvchilarda kiritish yo'qolishi nima uchun muhim?

Kiritish yo'qolishi signali bir nechta tarmoqlarga bo'linayotganda uning quvvati kamayishini anglatadi. Kiritish yo'qolishining past darajasi tarmoq energiya samaradorligini va tizimning umumiy ishlashini, ayniqsa yuqori chastotali sohalarda yaxshilaydi.

Kelajakdagi qanday tendensiyalar RF quvvat bo'linuvchilari dizayniga ta'sir qilmoqda?

Quvvat bo'linuvchilarini mikromodullar va IPDlarga integratsiya qilish ahamiyatli tendensiyadir, bu telekommunikatsiya tizimlarida kerak bo'ladigan komponentlar sonini kamaytirish va samaradorlikni oshirish imkonini beradi.