5G ağları kentsel binalar ve endüstriyel parklar gibi yoğun nüfuslu senaryolara yayıldıkça, milimetre dalga frekans bantlarının yüksek bant genişliği potansiyeli ile sinyal kapsama yetenekleri arasındaki çelişki yavaş yavaş ortaya çıkıyor. Bu sorunu çözecek temel bir cihaz olarak, milimetre dalgalı küçük baz istasyonlarının dahili pcb'leri sinyal iletimi ve alımı, güç amplifikasyonu ve frekans dönüştürme işlemi gibi temel işlevlerden sorumludur. Baz istasyonunun performansını belirleyen "sinir merkezi"dir. Milimetre dalga frekans bandı için özel olarak tasarlanan bu pcb'nin malzeme seçimi, proses doğruluğu ve performans açısından özel gereksinimleri vardır ve bu da onu 5G ağ kapsama alanının iyileştirilmesinde önemli bir destek haline getirir.
1, Milimetre dalga özelliklerine uyum sağlamak için temel performans gereksinimleri
Ultra düşük iletim kaybı: Milimetre dalga frekans bandındaki (genellikle 24 GHz'in üzerinde) sinyaller iletim sırasında son derece hızlı bir şekilde zayıflar; bu da baskılı devre kartının mükemmel dielektrik özelliklere sahip olmasını gerektirir. Modifiye politetrafloroetilen ve seramik dolgulu kompozit malzemeler gibi dielektrik sabitleri düşük, örneğin Dk değerleri 3,0'ın altında ve Df değerleri 0,002'nin altında düşük dielektrik kayıpları olan özel malzemelerin kullanılması, pcb devrelerinde sinyallerin iletim kaybını etkili bir şekilde azaltabilir. 28 GHz frekans bandında, yüksek-kaliteli milimetre dalga baskılı devre kartının santimetre başına iletim kaybı 0,5dB içinde kontrol edilebilir, bu da sinyalin çok-aşamalı amplifikasyon ve frekans dönüşümünden sonra yeterli gücü koruyabilmesini sağlar ve iç ve dış mekan kısa-menzil kapsama gereksinimlerini karşılar.
Kararlı yüksek-frekans özellikleri: Milimetre dalga sinyalleri, baskılı devre kartının fiziksel parametrelerindeki değişikliklere karşı son derece hassastır ve çevre sıcaklığı ve nemdeki dalgalanmalar, dielektrik sabit kaymalara neden olabilir, dolayısıyla sinyal iletiminin kararlılığını etkileyebilir. Bu nedenle, milimetrik dalga küçük baz istasyonu pcb'sinin, yüksek termal genleşme katsayısına ve bakır folyo uyumuna sahip bir alt tabaka kullanması gerekir ve dielektrik sabit değişim oranı, -40 derece ila 85 derece çalışma sıcaklığı aralığında ±% 2 içinde kontrol edilmelidir. Bu kararlılık, baz istasyonunun yazın yüksek sıcaklıktaki bilgisayar odalarında veya kışın dış ortamlarda bile kararlı sinyal iletim ve alım kalitesini koruyabilmesini sağlar ve malzeme karakteristik kaymasından kaynaklanan iletişim kesintilerini önler.
Verimli ısı dağıtma özelliği: Milimetre dalgalı küçük baz istasyonlarındaki güç amplifikatörleri ve karıştırıcılar gibi temel bileşenler, çalışma sırasında büyük miktarda ısı üretir ve yüksek-frekanslı sinyal iletimi özellikle sıcaklık değişimlerine karşı hassastır. pcb, bakır katmanlarının dağıtımını optimize eder, geniş-alanlı topraklama bakır kaplaması ve özel ısı dağıtım kanalları oluşturur ve cihazın çalışması sırasında üretilen ısıyı hızlı bir şekilde baz istasyonu muhafazasının ısı dağıtım kanatlarına iletir. Tipik çalışma koşullarında, pcb'nin termal iletkenliğinin 1,5W/(m · K) veya üstüne ulaşması gerekir; bu da aşırı ısınmanın neden olduğu performans düşüşünü veya cihaz hasarını önlemek için güç cihazlarının bağlantı sıcaklığının 125 derecenin altında kontrol edilmesini sağlar.
Elektromanyetik girişim önleme özelliği: Milimetre dalga baz istasyonu, çok-kanallı sinyal alıcı-verici modülleri ve güç modülleri gibi bileşenlerin yoğun şekilde düzenlendiği kompakt bir dahili alana sahiptir, bu da onu elektromanyetik girişime karşı oldukça duyarlı hale getirir. PCB, çok-katmanlı bir koruma yapısını benimseyerek RF sinyal katmanını, dijital kontrol katmanını ve güç katmanını kesin bir şekilde ayırır. Aynı zamanda, elektromanyetik paraziti -80dB'nin altına bastırmak için kritik devrelerin yanına topraklama koruyucu şeritler kurulur. Bu tasarım, farklı modüller arasındaki sinyal karışmasını etkili bir şekilde önleyebilir, milimetrik dalga sinyallerinin karmaşık elektromanyetik ortamlarda saf dalga formlarını koruyabilmesini sağlayabilir ve baz istasyonlarının alım hassasiyetini geliştirebilir.
2, Yüksek Sıklıkta Karşılaşılan Zorlukların Çözümüne Yönelik Üretim Süreçlerinde Atılım
Yüksek hassasiyetli devre oluşturma: Milimetre dalga sinyallerinin dalga boyu, 28GHz frekans bandında yaklaşık 10,7 milimetre gibi son derece kısadır. PCB üzerindeki devrenin boyut sapması, sinyal yansıması ve duran dalga oranının artması gibi sorunlara neden olabilir. Lazer doğrudan görüntüleme teknolojisi kullanılarak, çizgi genişliği doğruluğu ± 0,01 mm dahilinde kontrol edilebilir, çizgi kenarı pürüzlülüğü 1 μm'den azdır ve 50 Ω karakteristik empedansının doğruluğu ± %5 dahilinde kontrol edilebilir. Bu yüksek-hassasiyetli hat, sinyal iletimi sırasında geçici empedansları azaltabilir, duran dalga oranını (VSWR) düşürebilir ve baz istasyonunun güç iletim verimliliğini %80'in üzerine çıkarabilir.
Mikro yoluyla işleme teknolojisi: Çok-katmanlı baskılı devre kartının katmanlar arası sinyal bağlantısını sağlamak ve yüksek-frekans sinyallerinde yolların karışmasını önlemek için, milimetre dalgalı küçük baz istasyonu baskılı devre kartı genellikle mikro yol tasarımını benimser. Lazer delme teknolojisiyle işlenen çapı 0,1 mm'den küçük kör delikler, pürüzsüz ve çapaksız delik duvarlarına sahiptir; bu, açık delikte sinyal yansıma kaybını azaltabilir. Açık delikli elektrokaplama, delik duvarındaki bakır katmanının eşit kalınlığını (% 10'dan az veya eşit sapma) sağlamak, katmanlar arası bağlantıların iletkenliğini ve mekanik gücünü sağlamak ve arızadan kaynaklanan kanal kesintisini önlemek için oldukça dağılmış bir bakır kaplama işlemini benimser.
Yüzey işleme proses optimizasyonu: Milimetrik dalga baskılı devre kartının RF arayüzü ve cihaz pedlerinin, bağlantı noktalarındaki sinyal kaybını azaltmak için iyi iletkenliğe ve oksidasyon direncine sahip olması gerekir. Akımsız nikel altın kaplama işleminin benimsenmesiyle, altın katmanın kalınlığı 0,1 μm veya daha fazla kontrol edilir ve nikel katmanının kalınlığı 5 μm veya daha fazla kontrol edilir, bu da lehim bağlantısının güvenilirliğini sağlar ve arayüzdeki temas direncini azaltır. Bu yüzey işleme yöntemi, RF konnektörü ile pcb arasındaki lehimleme noktasındaki empedans süreksizliğini en aza indirerek, arayüzdeki sinyalin yansıma kaybının -20dB'den az olmasını sağlayabilir.
3, Çeşitli senaryoların uygulama değerini desteklemek
Kentsel bina kapsama alanı: Ofis binaları ve alışveriş merkezleri gibi büyük binalarda, geleneksel makro baz istasyonu milimetrik dalga sinyallerinin duvarlardan geçmesi zordur. Koridorlara ve tavanlara yerleştirilen milimetre dalgalı küçük baz istasyonu, dahili pcb'sinin düşük kayıp özellikleri nedeniyle iç mekanda 50 metrelik bir yarıçap içinde istikrarlı sinyal kapsama alanı sağlar ve metrekare başına yüzlerce terminal için yüksek-hızlı erişimi destekler. Bu tür senaryolarda, baskılı devre kartının parazit önleme özelliği özellikle önemlidir; çünkü asansörler ve merkezi klima gibi ekipmanların oluşturduğu elektromanyetik gürültünün sinyaller üzerindeki etkisini önleyebilir ve ofis video konferansı ve AR navigasyonu gibi uygulamalar için sorunsuz bir deneyim sağlayabilir.
Endüstriyel üretim parkı: Endüstriyel İnternet'in yüksek bant genişliğine ve düşük milimetre dalga gecikmesine acil ihtiyacı vardır. Milimetre dalgalı küçük baz istasyonları, ekipmanın gerçek-zamanlı veri iletimi, akıllı üretim sahnelerinde makine görüşünün-yüksek çözünürlüklü görüntü aktarımı gibi görevleri üstlenir. PCB'sinin istikrarlı yüksek-frekans özellikleri, atölyede birden fazla makine aletinin aynı anda çalıştığı güçlü bir elektromanyetik ortamda 10 Gbps'nin üzerinde bir iletim hızı sağlayabilir ve endüstriyel robot kontrol talimatları için mikrosaniye seviyesinde yanıt gereksinimlerini karşılayabilir. Aynı zamanda PCB'nin yüksek sıcaklık direnci, atölyede yıl boyunca 35 derecenin üzerindeki çalışma ortamına-adapte olmasını sağlayarak, yüksek sıcaklıktan kaynaklanan ekipman bakım sıklığını azaltır.
Ulaşım merkezi senaryosu: Havaalanı terminalleri ve yüksek-hızlı tren istasyonları gibi yoğun nüfuslu bölgelerde, milimetre dalgalı küçük baz istasyonlarının ani devasa bağlantı talepleriyle başa çıkması gerekir. PCB'nin verimli ısı dağıtma tasarımı, baz istasyonu aynı anda binlerce yolcuya yüksek-hızlı ağ hizmetleri sağlarken güç amplifikatörlerinin ve diğer bileşenlerin hala istikrarlı bir şekilde çalışabilmesini sağlar ve aşırı ısınmanın neden olduğu bant genişliği bozulmasını önler. Kompakt yerleşim tasarımı aynı zamanda baz istasyonlarının sütunlar ve tavanlar gibi dar alanlara esnek bir şekilde kurulmasına olanak tanıyarak, yoğun dağıtım yoluyla kesintisiz kapsama alanı oluşturur ve kalabalık alanlardaki geleneksel ağların tıkanıklık sorununu çözer.
Akıllı mekan uygulamaları: Spor salonları ve konser salonları gibi büyük mekanlarda, etkinlikler sırasında yüksek-video canlı akışı, izleyici AR etkileşimi ve diğer hizmetlere yönelik bant genişliği talebinde bir artış görüldü. Milimetre dalgalı küçük baz istasyonu pcb'nin düşük kayıplı iletim kapasitesi, tek bir baz istasyonu için 1 Gbps'nin üzerinde bir tepe hızını destekleyerek aynı anda 4K video yükleyen binlerce izleyicinin ihtiyaçlarını karşılayabilir. Aynı zamanda pcb'nin istikrarlı performansı, baz istasyonuna aynı anda çok sayıda kablosuz cihaz bağlandığında sinyal iletimi ve alımındaki bit hata oranının 10 ^ -6'nın altında kontrol edilmesini sağlayarak canlı yayın görüntülerinin ve gerçek zamanlı etkileşimli talimatların düzgünlüğünü sağlar.