Pe măsură ce rețelele 5G se extind la scenarii dens populate, cum ar fi clădirile urbane și parcurile industriale, contradicția dintre potențialul mare de lățime de bandă al benzilor de frecvență a undelor milimetrice și capacitățile de acoperire a semnalului devine treptat evidentă. Fiind un dispozitiv cheie pentru a rezolva această problemă, stațiile de bază mici cu unde milimetrice au PCB-ul lor intern responsabil pentru funcții de bază, cum ar fi transmisia și recepția semnalului, amplificarea puterii și procesarea conversiei frecvenței. Este „centrul nervos” care determină performanța stației de bază. Acest pcb conceput special pentru banda de frecvență a undelor milimetrice are cerințe speciale pentru selecția materialului, acuratețea procesului și performanța, ceea ce îl face un suport important pentru promovarea rafinamentului acoperirii rețelei 5G.
1, Cerințe de performanță de bază pentru adaptarea la caracteristicile undelor milimetrice
Pierdere de transmisie ultra-scăzută: Semnalele în banda de frecvență a undelor milimetrice (de obicei peste 24GHz) se atenuează extrem de rapid în timpul transmisiei, ceea ce necesită ca placa de circuit imprimat să aibă proprietăți dielectrice excelente. Folosirea de materiale speciale cu constante dielectrice scăzute, cum ar fi valori Dk sub 3,0 și pierderi dielectrice scăzute, cum ar fi valori Df sub 0,002, cum ar fi politetrafluoretilenă modificată și materiale compozite umplute cu ceramică, poate reduce eficient pierderea de transmisie a semnalelor în circuitele pcb. La banda de frecvență de 28 GHz, pierderea de transmisie pe centimetru a plăcii cu circuite imprimate cu unde milimetrice de înaltă calitate-poate fi controlată cu 0,5 dB, asigurându-se că semnalul poate menține o putere suficientă după amplificarea în mai multe trepte și conversia de frecvență, îndeplinind cerințele de acoperire pe rază scurtă-interioară și exterioară.
Caracteristici stabile de-frecvență înaltă: semnalele undelor milimetrice sunt extrem de sensibile la modificările parametrilor fizici ai plăcii de circuit imprimat, iar fluctuațiile temperaturii și umidității mediului ambiant pot cauza schimbări constante dielectrice, afectând astfel stabilitatea transmisiei semnalului. Prin urmare, pcb-ul stației de bază mici cu unde milimetrice trebuie să utilizeze un substrat cu coeficient ridicat de dilatare termică și potrivire cu folie de cupru, iar rata de schimbare a constantei dielectrice trebuie controlată în intervalul de ± 2% în intervalul de temperatură de lucru de la -40 la 85 de grade. Această stabilitate asigură că stația de bază poate menține o calitate stabilă a transmisiei și recepției semnalului chiar și în sălile de calculatoare cu temperatură ridicată vara sau în medii exterioare iarna, evitând întreruperile de comunicare cauzate de deviația caracteristică a materialului.
Capacitate eficientă de disipare a căldurii: componentele de bază, cum ar fi amplificatoarele de putere și mixerele din stațiile de bază mici cu unde milimetrice, generează o cantitate mare de căldură în timpul funcționării, iar transmisia semnalului de-frecvență înaltă este deosebit de sensibilă la schimbările de temperatură. pcb optimizează distribuția straturilor de cupru, stabilește o suprafață mare de-împământare înveliș de cupru și canale dedicate de disipare a căldurii și conduce rapid căldura generată în timpul funcționării dispozitivului către aripioarele de disipare a căldurii ale carcasei stației de bază. În condiții tipice de lucru, conductivitatea termică a pcb-ului trebuie să atingă 1,5 W/(m · K) sau mai mult, asigurându-se că temperatura de joncțiune a dispozitivelor de alimentare este controlată sub 125 de grade pentru a evita degradarea performanței sau deteriorarea dispozitivului cauzată de supraîncălzire.
Capacitate anti interferențe electromagnetice: stația de bază cu unde milimetrice are un spațiu intern compact, cu componente precum modulele transceiver de semnal cu mai multe-canale și modulele de putere dispuse dens, făcând-o foarte susceptibilă la interferențe electromagnetice. Prin adoptarea unei structuri de ecranare multi-strat, PCB separă strict stratul de semnal RF, stratul de control digital și stratul de putere. În același timp, benzile de ecranare de împământare sunt instalate lângă circuitele critice pentru a suprima interferențele electromagnetice sub -80dB. Acest design poate evita în mod eficient diafonia semnalelor între diferite module, se asigură că semnalele unde milimetrice pot menține forme de undă pure în medii electromagnetice complexe și îmbunătățește sensibilitatea de recepție a stațiilor de bază.
2, Revoluție în procesele de producție pentru a aborda provocările de înaltă frecvență
Formarea circuitelor de înaltă precizie: lungimea de undă a semnalelor de unde milimetrice este extrem de scurtă, cum ar fi aproximativ 10,7 milimetri în banda de frecvență de 28 GHz. Deviația de dimensiune a circuitului de pe PCB poate cauza probleme precum reflectarea semnalului și creșterea raportului undelor stațiare. Prin utilizarea tehnologiei de imagistică directă cu laser, precizia lățimii liniei poate fi controlată cu ± 0,01 mm, rugozitatea marginii liniei este mai mică de 1 μm, iar precizia impedanței caracteristice de 50 Ω poate fi controlată în ± 5%. Această linie de-înaltă precizie poate reduce tranzitorii de impedanță în timpul transmisiei semnalului, poate scădea raportul undelor staționare (VSWR) și poate crește eficiența transmisiei de putere a stației de bază la peste 80%.
Tehnologia de procesare micro prin intermediul: pentru a realiza conexiunea semnalului interstrat a plăcii de circuit imprimat cu mai multe-strat și pentru a evita interferențele vias-ului pe semnalele de-frecvență înaltă, plăcile de circuit imprimat pentru stația de bază mică cu unde milimetrice adoptă adesea micro prin design. Găurile oarbe cu un diametru mai mic de 0,1 mm procesate prin tehnologia de găurire cu laser au pereți netezi și fără bavuri, ceea ce poate reduce pierderea de reflexie a semnalului la-gaura de trecere. Galvanizarea prin găuri prin găuri adoptă un proces de placare cu cupru foarte dispersat pentru a asigura grosimea uniformă a stratului de cupru pe peretele găurii (abatere mai mică sau egală cu 10%), pentru a asigura conductivitatea și rezistența mecanică a conexiunilor interstrat și pentru a evita întreruperea canalului cauzată de defecțiune.
Optimizarea procesului de tratare a suprafeței: interfața RF și plăcuțele de dispozitiv ale plăcii de circuit imprimat cu unde milimetrice trebuie să aibă o conductivitate bună și o rezistență la oxidare pentru a reduce pierderea semnalului la punctele de conectare. Adoptând procesul de placare cu aur cu nichel electroless, grosimea stratului de aur este controlată la 0,1 μ m sau mai mult, iar grosimea stratului de nichel este controlată la 5 μ m sau mai mult, ceea ce asigură fiabilitatea îmbinării de lipit și reduce rezistența de contact la interfață. Această metodă de tratare a suprafeței poate minimiza discontinuitatea impedanței la punctul de lipit dintre conectorul RF și pcb, asigurând că pierderea de reflexie a semnalului la interfață este mai mică de -20dB.
3, Sprijinirea valorii de aplicare a diverselor scenarii
Acoperirea clădirilor urbane: În clădirile mari, cum ar fi clădirile de birouri și centrele comerciale, semnalele de unde milimetrice tradiționale ale stației de bază macro sunt dificil de pătruns în pereți. Stația de bază mică cu unde milimetrice instalată în coridoare și tavane asigură o acoperire stabilă a semnalului pe o rază de 50 de metri în interior datorită caracteristicilor de pierdere redusă ale PCB-ului său intern, care acceptă acces la viteză mare-pentru sute de terminale pe metru pătrat. În astfel de scenarii, capacitatea anti-interferențe a plăcii de circuit imprimat este deosebit de importantă, deoarece poate evita impactul zgomotului electromagnetic generat de echipamente precum lifturile și aerul condiționat central asupra semnalelor, asigurând o experiență fără probleme pentru aplicații precum videoconferința de birou și navigarea AR.
Parc industrial de producție: Internetul industrial are o nevoie urgentă de lățime de bandă mare și întârziere redusă a undei milimetrice. Stațiile de bază mici cu unde milimetrice îndeplinesc sarcini precum transmiterea de date-în timp real a echipamentelor, transmiterea de imagini de înaltă-definiție a viziunii artificiale în scenele de producție inteligente. Caracteristicile stabile de-frecvență înaltă ale PCB-ului său pot asigura o rată de transmisie de peste 10 Gbps într-un mediu electromagnetic puternic în care mai multe mașini-unelte lucrează simultan în atelier, îndeplinind cerințele de răspuns la nivel de microsecunde pentru instrucțiunile de control al robotului industrial. În același timp, rezistența la temperatură ridicată a pcb-ului îi permite să se adapteze la mediul de lucru pe tot parcursul anului-peste 35 de grade în atelier, reducând frecvența întreținerii echipamentului cauzată de temperatura ridicată.
Scenariul centrului de transport: în zonele dens populate, cum ar fi terminalele aeroporturilor și gările de cale ferată de mare-viteză, stațiile de bază mici cu unde milimetrice trebuie să facă față cererilor bruște de conectivitate masive. Designul eficient de disipare a căldurii a PCB asigură că amplificatoarele de putere și alte componente pot funcționa în continuare stabil, în timp ce stația de bază oferă servicii de rețea de mare-viteză pentru mii de pasageri simultan, evitând degradarea lățimii de bandă cauzată de supraîncălzire. Designul său compact permite, de asemenea, instalarea flexibilă a stațiilor de bază în spații înguste, cum ar fi coloanele și tavanele, formând o acoperire perfectă prin desfășurare densă și rezolvând problema congestiei rețelelor tradiționale în zonele aglomerate.
Aplicații inteligente pentru locații: locațiile mari, cum ar fi locurile de sport și sălile de concert, au înregistrat o creștere a cererii de lățime de bandă pentru streaming live video de înaltă definiție-, interacțiunea RA cu publicul și alte servicii în timpul evenimentelor. Capacitatea de transmisie cu pierderi reduse a PCB-ului stației de bază mici cu unde milimetrice poate suporta o rată de vârf de peste 1 Gbps pentru o singură stație de bază, satisfacând nevoile miilor de spectatori care încarcă simultan videoclipuri 4K. În același timp, performanța stabilă a PCB asigură că rata de eroare a transmisiei și recepției semnalului este controlată sub 10 ^ -6 atunci când un număr mare de dispozitive fără fir sunt conectate simultan la stația de bază, asigurând netezimea imaginilor transmise în direct și instrucțiuni interactive în timp real.