Kadangi 5G tinklai apima tankiai apgyvendintus scenarijus, tokius kaip miesto pastatai ir pramoniniai parkai, pamažu išryškėja prieštaravimas tarp didelio milimetrinių bangų dažnių juostų pralaidumo potencialo ir signalo aprėpties galimybių. Kaip pagrindinis prietaisas šiai problemai išspręsti, milimetrinės bangos mažos bazinės stotys turi savo vidinę PCB, atsakingą už pagrindines funkcijas, tokias kaip signalo perdavimas ir priėmimas, galios stiprinimas ir dažnio keitimo apdorojimas. Būtent „nervų centras“ lemia bazinės stoties veikimą. Ši plokštė, sukurta specialiai milimetrinių bangų dažnių juostai, turi specialius medžiagų parinkimo, proceso tikslumo ir našumo reikalavimus, todėl tai yra svarbi parama skatinant tobulinti 5G tinklo aprėptį.
1, Pagrindiniai veikimo reikalavimai prisitaikant prie milimetrinių bangų charakteristikų
Itin maži perdavimo nuostoliai: signalai milimetrinių bangų dažnių juostoje (dažniausiai virš 24 GHz) perdavimo metu itin greitai susilpnėja, todėl spausdintinė plokštė turi turėti puikias dielektrines savybes. Naudojant specialias medžiagas, kurių dielektrinės konstantos mažos, pvz., Dk vertės mažesnės nei 3,0 ir maži dielektriniai nuostoliai, pvz., Df vertės mažesnės nei 0,002, pvz., modifikuotas politetrafluoretilenas ir keramika užpildytos kompozicinės medžiagos, gali veiksmingai sumažinti signalų perdavimo praradimą PCB grandinėse. 28 GHz dažnių juostoje aukštos-kokybės milimetrinių bangų spausdintinės plokštės perdavimo nuostoliai per centimetrą gali būti valdomi 0,5 dB tikslumu, užtikrinant, kad signalas išliktų pakankamai stiprus po kelių-pakopų stiprinimo ir dažnio konvertavimo, atitinkančio vidaus ir lauko trumpojo{9}} diapazono aprėpties reikalavimus.
Stabilios aukšto{0}}dažnio charakteristikos: milimetrinių bangų signalai yra itin jautrūs spausdintinės plokštės fizinių parametrų pokyčiams, o aplinkos temperatūros ir drėgmės svyravimai gali sukelti dielektrinės konstantos poslinkius, taip paveikdami signalo perdavimo stabilumą. Todėl milimetrinės bangos mažos bazinės stoties PCB turi būti naudojamas substratas su dideliu šiluminio plėtimosi koeficientu ir vario folijos atitikimu, o dielektrinės konstantos kitimo greitis turi būti kontroliuojamas ± 2 % darbinės temperatūros diapazone nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių. Šis stabilumas užtikrina, kad bazinė stotis gali išlaikyti stabilią signalo perdavimo ir priėmimo kokybę net aukštos temperatūros kompiuterių patalpose vasarą ar lauko aplinkoje žiemą, išvengiant ryšio pertrūkių dėl medžiagų charakteristikų dreifo.
Veiksminga šilumos išsklaidymo galimybė: pagrindiniai komponentai, pvz., galios stiprintuvai ir maišytuvai milimetrinių bangų mažose bazinėse stotyse, veikimo metu sukuria daug šilumos, o aukšto{0}}dažnio signalo perdavimas yra ypač jautrus temperatūros pokyčiams. PCB optimizuoja vario sluoksnių pasiskirstymą, sukuria didelio-ploto įžeminimo vario apvalkalą ir tam skirtus šilumos išsklaidymo kanalus, o įrenginio veikimo metu susidariusią šilumą greitai perduoda į bazinės stoties korpuso šilumos išsklaidymo pelekus. Įprastomis darbo sąlygomis PCB šilumos laidumas turi siekti 1,5 W/(m · K) arba daugiau, užtikrinant, kad maitinimo įrenginių jungties temperatūra būtų kontroliuojama žemiau 125 laipsnių, kad būtų išvengta veikimo pablogėjimo arba įrenginio gedimo dėl perkaitimo.
Galimybė kovoti su elektromagnetiniais trukdžiais: milimetrinių bangų bazinė stotis turi kompaktišką vidinę erdvę, o komponentai, pvz., kelių kanalų signalo siųstuvų-imtuvų moduliai ir maitinimo moduliai, yra tankiai išdėstyti, todėl ji yra labai jautri elektromagnetiniams trukdžiams. Naudodama daugiasluoksnę ekranavimo struktūrą, PCB griežtai atskiria RF signalo sluoksnį, skaitmeninį valdymo sluoksnį ir maitinimo sluoksnį. Tuo pačiu metu šalia kritinių grandinių įrengiamos įžeminimo ekranavimo juostos, kad būtų slopinami elektromagnetiniai trukdžiai žemiau -80 dB. Ši konstrukcija gali veiksmingai išvengti signalo skerspjūvio tarp skirtingų modulių, užtikrinti, kad milimetrinių bangų signalai galėtų išlaikyti grynas bangų formas sudėtingoje elektromagnetinėje aplinkoje ir pagerinti bazinių stočių priėmimo jautrumą.
2, gamybos procesų proveržis sprendžiant aukšto dažnio iššūkius
Didelio tikslumo grandinės formavimas: milimetrinių bangų signalų bangos ilgis yra labai trumpas, pvz., apie 10,7 milimetro 28 GHz dažnių juostoje. PCB grandinės dydžio nuokrypis gali sukelti problemų, tokių kaip signalo atspindys ir stovinčių bangų santykio padidėjimas. Naudojant tiesioginio vaizdo gavimo lazeriu technologiją, linijos pločio tikslumas gali būti kontroliuojamas ± 0,01 mm, linijos briaunos šiurkštumas yra mažesnis nei 1 μm, o 50 Ω būdingos varžos tikslumas gali būti kontroliuojamas ± 5%. Ši didelio tikslumo linija gali sumažinti impedanso pereinamuosius signalus perduodant signalą, sumažinti stovinčios bangos santykį (VSWR) ir padidinti bazinės stoties energijos perdavimo efektyvumą iki daugiau nei 80%.
Mikroprocesorinė apdorojimo technologija: norint pasiekti daugiasluoksnės spausdintinės plokštės tarpsluoksnio signalo jungtį ir išvengti aukšto dažnio signalų perėjimų trukdžių, milimetrinės bangos mažos bazinės stoties spausdintinės plokštės dizainas dažnai naudojamas mikro. Mažiau nei 0,1 mm skersmens aklinosios skylės, apdorotos naudojant lazerinio gręžimo technologiją, turi lygias skylutes, kuriose nėra įbrėžimų, todėl gali sumažėti signalo atspindžio praradimas per{4}}angą. Per skylę galvanizuojant taikomas labai dispersinis vario dengimo procesas, kad būtų užtikrintas vienodas vario sluoksnio storis ant skylės sienelės (nuokrypis mažesnis arba lygus 10%), tarpsluoksnių jungčių laidumas ir mechaninis stiprumas bei išvengta kanalo pertrūkių dėl gedimo.
Paviršiaus apdorojimo proceso optimizavimas: milimetrinės bangos spausdintinės plokštės RF sąsaja ir įrenginio trinkelės turi turėti gerą laidumą ir atsparumą oksidacijai, kad būtų sumažintas signalo praradimas prijungimo taškuose. Taikant beelektrinio nikelio paauksavimo procesą, aukso sluoksnio storis reguliuojamas 0,1 μm ar daugiau, o nikelio sluoksnio storis – 5 μm ar daugiau, o tai užtikrina litavimo jungties patikimumą ir sumažina kontaktinę varžą sąsajoje. Šis paviršiaus apdorojimo metodas gali sumažinti varžos nenutrūkstamumą litavimo taške tarp RF jungties ir PCB, užtikrinant, kad signalo atspindžio praradimas sąsajoje būtų mažesnis nei -20 dB.
3, įvairių scenarijų taikymo vertės palaikymas
Miesto pastatų aprėptis: dideliuose pastatuose, tokiuose kaip biurų pastatai ir prekybos centrai, tradiciniai makro bazinės stoties milimetrinių bangų signalai sunkiai prasiskverbia pro sienas. Koridoriuose ir lubose įdiegta milimetrinių bangų bazinė stotis užtikrina stabilų signalo aprėptį 50 metrų spinduliu patalpose dėl mažų vidinės PCB charakteristikų, palaikydama didelės spartos-prieigą šimtams terminalų viename kvadratiniame metre. Tokiais atvejais spausdintinės plokštės atsparumas -trukdymui yra ypač svarbus, nes taip galima išvengti įrangos, pvz., liftų ir centrinio oro kondicionavimo, generuojamo elektromagnetinio triukšmo poveikio signalams, užtikrinant sklandų naudojimąsi tokiomis programomis kaip biuro vaizdo konferencijos ir AR navigacija.
Pramonės gamybos parkas: pramoniniam internetui skubiai reikia didelio pralaidumo ir mažo milimetrinės bangos delsos. Milimetrinių bangų mažos bazinės stotys atlieka tokias užduotis kaip įrangos{1}}duomenų perdavimas realiuoju laiku, didelės-raiškos vaizdo perdavimas mašininio vaizdo išmaniosiose gamybos scenose. Stabilios aukšto -dažnio charakteristikos jo PCB gali užtikrinti didesnį nei 10 Gbps perdavimo spartą stiprioje elektromagnetinėje aplinkoje, kur dirbtuvėse vienu metu dirba kelios staklės, atitinkančios pramoninio roboto valdymo instrukcijų mikrosekundžių lygio atsako reikalavimus. Tuo pačiu metu PCB atsparumas aukštai temperatūrai leidžia prisitaikyti prie ištisus-metinės darbo aplinkos, viršijančios 35 laipsnius dirbtuvėse, todėl sumažėja įrangos priežiūros dėl aukštos temperatūros dažnis.
Transporto mazgo scenarijus: tankiai apgyvendintose vietovėse, pvz., oro uostų terminaluose ir greitųjų{0}} geležinkelių stotyse, milimetrinių bangų mažos bazinės stotys turi patenkinti staigius didžiulius ryšio poreikius. Veiksminga pcb šilumos išsklaidymo konstrukcija užtikrina, kad galios stiprintuvai ir kiti komponentai vis tiek gali veikti stabiliai, o bazinė stotis teikia didelės spartos tinklo paslaugas tūkstančiams keleivių vienu metu, išvengiant pralaidumo pablogėjimo dėl perkaitimo. Jo kompaktiškas išdėstymas taip pat leidžia lanksčiai įrengti bazines stotis siaurose erdvėse, tokiose kaip kolonos ir lubos, sukuriant vientisą aprėptį dėl tankaus diegimo ir išsprendžiant tradicinių tinklų perkrovos problemą perpildytose vietose.
Išmaniosios vietos programos: didelėse vietose, pvz., sporto aikštelėse ir koncertų salėse, išaugo didelės raiškos vaizdo įrašų tiesioginio srauto, auditorijos AR sąveikos ir kitų paslaugų per renginius pralaidumo paklausa. Mažų nuostolių perdavimo galimybė milimetrinės bangos mažos bazinės stoties PCB gali palaikyti didžiausią daugiau nei 1 Gbps spartą vienoje bazinėje stotyje, tenkinant tūkstančių žiūrovų, vienu metu įkeliančių 4K vaizdo įrašus, poreikius. Tuo pačiu metu stabilus PCB veikimas užtikrina, kad signalo perdavimo ir priėmimo bitų klaidų dažnis būtų valdomas žemiau 10 ^ -6, kai prie bazinės stoties vienu metu prijungtas didelis skaičius belaidžių įrenginių, taip užtikrinamas tiesioginės transliacijos vaizdų sklandumas ir interaktyvios instrukcijos realiuoju laiku.