Tā kā 5G tīkli attiecas uz blīvi apdzīvotiem scenārijiem, piemēram, pilsētu ēkām un industriālajiem parkiem, pakāpeniski kļūst acīmredzama pretruna starp milimetru viļņu frekvenču joslu lielo joslas platuma potenciālu un signāla pārklājuma iespējām. Kā galvenā ierīce šīs problēmas risināšanai milimetru viļņu mazajām bāzes stacijām ir iekšējā PCB, kas ir atbildīga par tādām pamatfunkcijām kā signāla pārraide un uztveršana, jaudas pastiprināšana un frekvences pārveidošanas apstrāde. Tas ir "nervu centrs", kas nosaka bāzes stacijas veiktspēju. Šai PCB, kas īpaši izstrādāta milimetru viļņu frekvenču joslai, ir īpašas prasības attiecībā uz materiālu izvēli, procesa precizitāti un veiktspēju, padarot to par svarīgu atbalstu 5G tīkla pārklājuma uzlabošanas veicināšanai.
1, galvenās veiktspējas prasības, lai pielāgotos milimetru viļņu raksturlielumiem
Īpaši zemi pārraides zudumi: signāli milimetru viļņu frekvenču joslā (parasti virs 24 GHz) pārraides laikā ļoti ātri vājina, tāpēc iespiedshēmas platei ir jābūt izcilām dielektriskajām īpašībām. Izmantojot īpašus materiālus ar zemām dielektriskajām konstantēm, piemēram, Dk vērtībām zem 3,0 un maziem dielektriskiem zudumiem, piemēram, Df vērtībām zem 0,002, piemēram, modificētu politetrafluoretilēnu un ar keramiku pildītus kompozītmateriālus, var efektīvi samazināt signālu pārraides zudumus PCB ķēdēs. 28 GHz frekvenču joslā augstas-kvalitatīvas milimetru viļņu iespiedshēmas plates pārraides zudumu uz centimetru var kontrolēt 0,5 dB robežās, nodrošinot, ka signāls var saglabāt pietiekamu stiprumu pēc daudzpakāpju pastiprināšanas un frekvences pārveidošanas, kas atbilst iekštelpu un āra īsa diapazona{9}}pārklājuma prasībām.
Stabilas augstas{0}}frekvences raksturlielumi: milimetru viļņu signāli ir ārkārtīgi jutīgi pret izmaiņām iespiedshēmas plates fiziskajos parametros, un vides temperatūras un mitruma svārstības var izraisīt dielektriskās konstantes nobīdes, tādējādi ietekmējot signāla pārraides stabilitāti. Tāpēc milimetru viļņu mazajai bāzes stacijas PCB ir jāizmanto substrāts ar augstu termiskās izplešanās koeficientu un vara folijas atbilstību, un dielektriskās konstantes maiņas ātrums jākontrolē ± 2% robežās darba temperatūras diapazonā no -40 grādiem līdz 85 grādiem. Šī stabilitāte nodrošina, ka bāzes stacija var uzturēt stabilu signāla pārraides un uztveršanas kvalitāti pat augstas temperatūras datortelpās vasarā vai āra vidē ziemā, izvairoties no sakaru pārtraukumiem, ko izraisa materiāla raksturlielumu novirze.
Efektīva siltuma izkliedes spēja: galvenie komponenti, piemēram, jaudas pastiprinātāji un mikseri milimetru viļņu mazās bāzes stacijās, darbības laikā rada lielu daudzumu siltuma, un augstas{0}}frekvences signālu pārraide ir īpaši jutīga pret temperatūras izmaiņām. PCB optimizē vara slāņu sadalījumu, izveido lielu-apgabalu zemējuma vara apvalku un īpašus siltuma izkliedes kanālus, kā arī ātri novada ierīces darbības laikā radīto siltumu uz bāzes stacijas korpusa siltuma izkliedes ribām. Tipiskos darba apstākļos PCB siltumvadītspējai ir jāsasniedz 1,5 W/(m · K) vai vairāk, nodrošinot, ka barošanas ierīču savienojuma temperatūra tiek kontrolēta zem 125 grādiem, lai izvairītos no veiktspējas pasliktināšanās vai ierīces bojājumiem, ko izraisa pārkaršana.
Pret elektromagnētisko traucējumu iespēja: milimetru viļņu bāzes stacijai ir kompakta iekšējā telpa, kurā ir blīvi izvietoti komponenti, piemēram, daudzkanālu signāla raiduztvērēju moduļi un barošanas moduļi, padarot to ļoti jutīgu pret elektromagnētiskiem traucējumiem. Izmantojot daudzslāņu ekranēšanas struktūru, PCB stingri atdala RF signāla slāni, digitālās vadības slāni un strāvas slāni. Tajā pašā laikā blakus kritiskajām shēmām tiek uzstādītas zemējuma ekranēšanas sloksnes, lai novērstu elektromagnētiskos traucējumus zem -80 dB. Šis dizains var efektīvi izvairīties no signāla šķērsrunas starp dažādiem moduļiem, nodrošināt, ka milimetru viļņu signāli var uzturēt tīras viļņu formas sarežģītā elektromagnētiskā vidē un uzlabot bāzes staciju uztveršanas jutību.
2, izrāviens ražošanas procesos, lai risinātu augstas frekvences problēmas
Augstas precizitātes ķēdes veidošana: milimetru viļņu signālu viļņa garums ir ārkārtīgi īss, piemēram, aptuveni 10,7 milimetri 28 GHz frekvenču joslā. Shēmas izmēra novirze uz PCB var izraisīt tādas problēmas kā signāla atstarošana un stāvviļņu attiecības palielināšanās. Izmantojot lāzera tiešās attēlveidošanas tehnoloģiju, līnijas platuma precizitāti var kontrolēt ± 0,01 mm robežās, līnijas malas raupjums ir mazāks par 1 μm, un 50 Ω raksturīgās pretestības precizitāti var kontrolēt ± 5% robežās. Šī augstas precizitātes līnija var samazināt pretestības pārejas signāla pārraides laikā, pazemināt stāvviļņu attiecību (VSWR) un palielināt bāzes stacijas enerģijas pārraides efektivitāti līdz vairāk nekā 80%.
Mikro cauruļu apstrādes tehnoloģija: lai panāktu daudzslāņu iespiedshēmas plates starpslāņu signālu savienojumu un izvairītos no caureju traucējumiem augstas frekvences signālos, milimetru viļņu mazā bāzes stacijas iespiedshēmas plate bieži izmanto mikro cauruļu dizainu. Aklajiem caurumiem, kuru diametrs ir mazāks par 0,1 mm un kas apstrādāti, izmantojot lāzera urbšanas tehnoloģiju, ir gludas un bez atslāņošanās caurumu sienas, kas var samazināt signāla atstarošanas zudumu caurejā{4}}. Caururbuma galvanizācija izmanto ļoti izkliedētu vara pārklājuma procesu, lai nodrošinātu vienmērīgu vara slāņa biezumu uz cauruma sienas (novirze ir mazāka vai vienāda ar 10%), nodrošinātu starpslāņu savienojumu vadītspēju un mehānisko izturību un izvairītos no kanāla pārtraukumiem, ko izraisa atteice.
Virsmas apstrādes procesa optimizācija: milimetru viļņu iespiedshēmas plates RF saskarnei un ierīces spilventiņiem jābūt ar labu vadītspēju un oksidācijas pretestību, lai samazinātu signāla zudumus savienojuma vietās. Izmantojot bezelektroniskā niķeļa apzeltīšanas procesu, zelta slāņa biezums tiek kontrolēts 0,1 μm vai vairāk, un niķeļa slāņa biezums tiek kontrolēts 5 μm vai vairāk, kas nodrošina lodēšanas savienojuma uzticamību un samazina saskares pretestību saskarnē. Šī virsmas apstrādes metode var samazināt pretestības pārtraukumu lodēšanas punktā starp RF savienotāju un PCB, nodrošinot, ka signāla atstarošanas zudums saskarnē ir mazāks par -20 dB.
3. Atbalstīt dažādu scenāriju lietojuma vērtību
Pilsētas ēku pārklājums: lielās ēkās, piemēram, biroju ēkās un iepirkšanās centros, tradicionālajiem makro bāzes staciju milimetru viļņu signāliem ir grūti iekļūt sienās. Milimetru viļņu mazā bāzes stacija, kas izvietota gaiteņos un griestos, nodrošina stabilu signāla pārklājumu 50 metru rādiusā iekštelpās, pateicoties tās iekšējās PCB zemo zudumu raksturlielumiem, nodrošinot liela{2}}ātruma piekļuvi simtiem termināļu uz kvadrātmetru. Šādos gadījumos īpaši svarīga ir iespiedshēmas plates pret-traucējumu spēja, jo tā var izvairīties no elektromagnētiskā trokšņa, ko rada iekārtas, piemēram, lifti un centrālais gaisa kondicionētājs, ietekmi uz signāliem, nodrošinot vienmērīgu pieredzi tādās lietojumprogrammās kā biroja videokonferences un AR navigācija.
Rūpnieciskās ražošanas parks: rūpnieciskajam internetam ir steidzami nepieciešams liels joslas platums un zema milimetru viļņa aizkave. Milimetru viļņu mazās bāzes stacijas veic tādus uzdevumus kā aprīkojuma reāllaika datu pārraide-, augstas-izšķirtspējas mašīnredzes attēlu pārraide viedās ražošanas ainās. Tā PCB stabilie augstas-frekvences raksturlielumi var nodrošināt pārraides ātrumu virs 10 Gbps spēcīgā elektromagnētiskā vidē, kur darbnīcā vienlaikus strādā vairāki darbgaldi, kas atbilst mikrosekundes līmeņa reakcijas prasībām rūpniecisko robotu vadības instrukcijām. Tajā pašā laikā PCB augstās temperatūras izturība ļauj tai pielāgoties visa gada-darba videi virs 35 grādiem darbnīcā, samazinot iekārtas apkopes biežumu augstās temperatūras dēļ.
Transporta mezgla scenārijs: blīvi apdzīvotās vietās, piemēram, lidostu termināļos un ātrgaitas{0}}dzelzceļa stacijās, milimetru viļņu mazajām bāzes stacijām ir jātiek galā ar pēkšņām masveida savienojamības prasībām. PCB efektīvā siltuma izkliedes konstrukcija nodrošina, ka jaudas pastiprinātāji un citi komponenti joprojām var darboties stabili, kamēr bāzes stacija nodrošina ātrgaitas tīkla pakalpojumus tūkstošiem pasažieru vienlaikus, izvairoties no joslas platuma pasliktināšanās, ko izraisa pārkaršana. Tā kompaktais izkārtojuma dizains ļauj arī elastīgi uzstādīt bāzes stacijas šaurās vietās, piemēram, kolonnās un griestos, veidojot nevainojamu pārklājumu ar blīvu izvietojumu un atrisinot tradicionālo tīklu sastrēgumu problēmu pārpildītās vietās.
Viedās norises vietu lietojumprogrammas: lielās vietās, piemēram, sporta vietās un koncertzālēs, ir pieaudzis pieprasījums pēc augstas{0}}izšķirtspējas video tiešraides straumēšanas, auditorijas AR mijiedarbības un citiem pakalpojumiem pasākumu laikā. Milimetru viļņu mazās bāzes stacijas PCB zemo zudumu pārraides spēja var atbalstīt maksimālo ātrumu, kas pārsniedz 1 Gbps vienai bāzes stacijai, apmierinot tūkstošiem skatītāju vajadzības, kas vienlaikus augšupielādē 4K video. Vienlaikus PCB stabilā veiktspēja nodrošina, ka signāla pārraides un uztveršanas bitu kļūdu biežums tiek kontrolēts zem 10 ^ -6, kad bāzes stacijai vienlaikus ir pievienots liels skaits bezvadu ierīču, nodrošinot tiešraides attēlu un reāllaika interaktīvo instrukciju vienmērīgumu.