Тъй като 5G мрежите се разширяват до гъсто населени сценарии като градски сгради и индустриални паркове, противоречието между големия потенциал на честотната лента на честотните ленти от милиметрови вълни и възможностите за покритие на сигнала постепенно става очевидно. Като ключово устройство за решаване на този проблем, малките базови станции с милиметрови вълни имат своя вътрешна печатна платка, отговорна за основните функции като предаване и приемане на сигнал, усилване на мощността и обработка на честотно преобразуване. Това е "нервният център", който определя работата на базовата станция. Тази печатна платка, проектирана специално за честотната лента на милиметровите вълни, има специални изисквания за избор на материал, точност на процеса и производителност, което я прави важна подкрепа за насърчаване на усъвършенстването на 5G мрежовото покритие.
1, Основни изисквания за производителност за адаптиране към характеристиките на милиметровите вълни
Изключително ниски загуби при предаване: Сигналите в честотната лента на милиметровите вълни (обикновено над 24 GHz) отслабват изключително бързо по време на предаване, което изисква печатната платка да има отлични диелектрични свойства. Използването на специални материали с ниски диелектрични константи, като стойности на Dk под 3,0 и ниски диелектрични загуби, като стойности на Df под 0,002, като модифициран политетрафлуороетилен и композитни материали с керамичен пълнеж, може ефективно да намали загубата на сигнали при предаване в печатни платки. В честотната лента от 28 GHz загубата на предаване на сантиметър от високо-качествена печатна платка с милиметрови вълни може да се контролира в рамките на 0,5 dB, като се гарантира, че сигналът може да поддържа достатъчна сила след много-етапно усилване и преобразуване на честотата, отговаряйки на изискванията за вътрешно и външно покритие на къс-обхват.
Стабилни високо{0}}честотни характеристики: Сигналите с милиметрови вълни са изключително чувствителни към промени във физическите параметри на печатната платка и колебанията в температурата и влажността на околната среда могат да причинят промени в диелектричната константа, като по този начин повлияят на стабилността на предаването на сигнала. Следователно печатната платка на малката базова станция с милиметрови вълни трябва да използва субстрат с висок коефициент на топлинно разширение и съвпадение на медно фолио, а скоростта на промяна на диелектричната константа трябва да се контролира в рамките на ± 2% в рамките на работния температурен диапазон от -40 градуса до 85 градуса. Тази стабилност гарантира, че базовата станция може да поддържа стабилно качество на предаване и приемане на сигнала дори в компютърни стаи с висока температура през лятото или на открито през зимата, избягвайки прекъсвания на комуникацията, причинени от дрейф на характеристиките на материала.
Възможност за ефективно разсейване на топлината: Основни компоненти като усилватели на мощност и миксери в малки базови станции с милиметрови вълни генерират голямо количество топлина по време на работа, а високо{0}}честотното предаване на сигнала е особено чувствително към температурни промени. печатната платка оптимизира разпределението на медните слоеве, създава голяма-заземяваща медна обвивка и специални канали за разсейване на топлината и бързо отвежда топлината, генерирана по време на работа на устройството, към ребрата за разсейване на топлината на корпуса на базовата станция. При типични условия на работа топлопроводимостта на платката трябва да достигне 1,5 W/(m · K) или повече, като се гарантира, че температурата на свързване на захранващите устройства се контролира под 125 градуса, за да се избегне влошаване на производителността или повреда на устройството, причинена от прегряване.
Възможност за защита от електромагнитни смущения: Базовата станция с милиметрови вълни има компактно вътрешно пространство с гъсто разположени компоненти като много-канални модули за предаване на сигнали и захранващи модули, което я прави силно податлива на електромагнитни смущения. Чрез приемането на много-слойна екранираща структура, печатната платка стриктно разделя слоя на радиочестотния сигнал, цифровия контролен слой и захранващия слой. В същото време, заземяващи екраниращи ленти са поставени до критични вериги за потискане на електромагнитни смущения под -80 dB. Този дизайн може ефективно да избегне пресичането на сигнала между различни модули, да гарантира, че сигналите с милиметрови вълни могат да поддържат чисти вълнови форми в сложни електромагнитни среди и да подобри чувствителността на приемане на базовите станции.
2, Пробив в производствените процеси за справяне с високочестотните предизвикателства
Формиране на верига с висока прецизност: Дължината на вълната на милиметровите вълнови сигнали е изключително къса, като например около 10,7 милиметра в честотната лента от 28 GHz. Отклонението на размера на веригата на печатната платка може да причини проблеми като отразяване на сигнала и увеличаване на коефициента на стояща вълна. Чрез използване на лазерна технология за директно изобразяване, точността на ширината на линията може да се контролира в рамките на ± 0,01 mm, грапавостта на ръба на линията е по-малка от 1 μm, а точността на характеристичния импеданс от 50 Ω може да се контролира в рамките на ± 5%. Тази високо{9}}прецизна линия може да намали импедансните преходни процеси по време на предаване на сигнала, да намали коефициента на стояща вълна (VSWR) и да увеличи ефективността на предаване на мощност на базовата станция до над 80%.
Микропреходна технология за обработка: За да се постигне междинно свързване на сигнала на много-слойната печатна платка и да се избегнат смущенията на преходни отвори при високо{1}}честотни сигнали, печатната платка на малка базова станция с милиметрови вълни често приема микропреходен дизайн. Глухите отвори с диаметър по-малък от 0,1 mm, обработени чрез технология за лазерно пробиване, имат гладки стени без грапавини, което може да намали загубата на отражение на сигнала в проходния-отвор. Галваничното покритие чрез дупка използва силно диспергиран процес на медно покритие, за да се осигури равномерна дебелина на медния слой върху стената на отвора (отклонение по-малко или равно на 10%), да се гарантира проводимостта и механичната якост на връзките между слоевете и да се избегне прекъсване на канала, причинено от повреда.
Оптимизиране на процеса на повърхностна обработка: RF интерфейсът и подложките на устройството на печатната платка с милиметрови вълни трябва да имат добра проводимост и устойчивост на окисление, за да се намали загубата на сигнал в точките на свързване. Възприемайки процеса на безелектрическо никелиране, дебелината на златния слой се контролира на 0,1 μm или повече, а дебелината на никеловия слой се контролира на 5 μm или повече, което гарантира надеждността на спойката и намалява контактното съпротивление на интерфейса. Този метод на повърхностна обработка може да минимизира прекъсването на импеданса в точката на запояване между RF конектора и платката, като гарантира, че загубата на отражение на сигнала в интерфейса е по-малка от -20dB.
3, Подкрепа на стойността на приложението на различни сценарии
Покритие на градски сгради: В големи сгради, като офис сгради и търговски центрове, традиционната макро базова станция сигнали от милиметрови вълни трудно проникват през стените. Малката базова станция с милиметрови вълни, разположена в коридори и тавани, осигурява стабилно покритие на сигнала в радиус от 50 метра на закрито благодарение на характеристиките с ниска загуба на вътрешната платка, поддържайки високо-скоростен достъп за стотици терминали на квадратен метър. В такива сценарии способността за -смущения на печатната платка е особено важна, тъй като тя може да избегне въздействието на електромагнитния шум, генериран от оборудване като асансьори и централна климатизация върху сигналите, осигурявайки безпроблемно изживяване за приложения като офис видеоконференции и AR навигация.
Индустриален производствен парк: Индустриалният интернет има спешна нужда от висока честотна лента и ниско забавяне на милиметрова вълна. Малките базови станции с милиметрови вълни изпълняват задачи като-предаване на данни в реално време на оборудване, предаване на изображения с висока-детайлност на машинно зрение в интелигентни производствени сцени. Стабилните високо{4}}честотни характеристики на неговата печатна платка могат да осигурят скорост на предаване от над 10 Gbps в силна електромагнитна среда, където множество машинни инструменти работят едновременно в работилницата, отговаряйки на изискванията за ниво на реакция на микросекунди за инструкции за управление на промишлени роботи. В същото време високата температурна устойчивост на печатната платка му позволява да се адаптира към целогодишна-работна среда над 35 градуса в цеха, намалявайки честотата на поддръжка на оборудването, причинена от висока температура.
Сценарий на транспортен център: В гъсто населени райони, като летищни терминали и високо{0}}скоростни железопътни гари, малките базови станции с милиметрови вълни трябва да се справят с внезапни масови изисквания за свързаност. Ефективният дизайн на печатната платка за разсейване на топлината гарантира, че усилвателите на мощността и другите компоненти могат да работят стабилно, докато базовата станция предоставя високо-скоростни мрежови услуги на хиляди пътници едновременно, избягвайки влошаване на честотната лента, причинено от прегряване. Неговият компактен дизайн също така позволява базовите станции да бъдат гъвкаво инсталирани в тесни пространства като колони и тавани, образувайки безпроблемно покритие чрез гъсто разгръщане и решавайки проблема със задръстванията на традиционните мрежи в претъпкани зони.
Приложения за интелигентни зали: Големи зали, като спортни зали и концертни зали, отбелязаха скок в търсенето на честотна лента за поточно видео на живо с висока-дефиниция, взаимодействие с AR с публиката и други услуги по време на събития. Възможността за предаване с ниски загуби на печатна платка на малка базова станция с милиметрови вълни може да поддържа пикова скорост от над 1Gbps за една базова станция, отговаряйки на нуждите на хиляди зрители, качващи 4K видеоклипове едновременно. В същото време, стабилната производителност на печатната платка гарантира, че процентът на битови грешки при предаване и приемане на сигнала се контролира под 10 ^ -6, когато голям брой безжични устройства са свързани едновременно към базовата станция, осигурявайки плавността на излъчваните изображения на живо и интерактивни инструкции в реално време.